پتانسیل ترمودینامیک

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3226

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

پتانسیل ترمودینامیک

پست توسط rohamavation »

پتانسیل ترمودینامیکی یا تابع بنیادی کمیتی است که برای نشان دادن وضعیت یک سیستم استفاده می شود. ما چهار تابع اساسی داریم: انرژی داخلی U، آنتالپی H، انرژی آزاد هلمهولتز F، و انرژی آزاد گیبس.یکی از پتانسیل های ترمودینامیکی اصلی که تفسیر فیزیکی دارد، انرژی داخلی U است. این انرژی پیکربندی یک سیستم معین از نیروهای محافظه کار است (به همین دلیل به آن پتانسیل می گویند)
طبق قانون اول ترمودینامیک، هر تغییر دیفرانسیل در انرژی داخلی U یک سیستم را می توان به عنوان مجموع گرمای جاری در سیستم نوشت. سیستم و کار انجام شده توسط سیستم بر روی محیط، همراه با هرگونه تغییر در اثر افزودن ذرات جدید به سیستم:
${\displaystyle \mathrm {d} U=\delta Q-\delta W+\sum _{i}\mu _{i}\,\mathrm {d} N_{i}}$
که در آن δQ جریان گرمای بینهایت کوچک به داخل سیستم است، و δW کار بینهایت کوچکی است که توسط سیستم انجام می شود، μi پتانسیل شیمیایی ذرات نوع i و Ni تعداد ذرات نوع i است. (نه δQ و نه δW دیفرانسیل دقیق نیستند. بنابراین، تغییرات کوچک در این متغیرها با δ به جای d نشان داده می شوند.)
با قانون دوم ترمودینامیک می توان تغییر انرژی درونی را بر حسب توابع حالت و تفاضل آنها بیان کرد. در صورت تغییرات برگشت پذیر داریم:
${\displaystyle \delta Q=T\,\mathrm {d} S}$
${\displaystyle \delta W=p\,\mathrm {d} V}$
جایی کهT دما است،S آنتروپی است،p فشار است،
و V حجم است و برابری برای فرآیندهای برگشت پذیر برقرار است.
این منجر به شکل دیفرانسیل استاندارد انرژی داخلی در صورت یک تغییر برگشت پذیر شبه استاتیکی می شود:
${\displaystyle \mathrm {d} U=T\mathrm {d} S-p\mathrm {d} V+\sum _{i}\mu _{i}\,\mathrm {d} N_{i}}$
از آنجایی که U، S و V توابع ترمودینامیکی حالت هستند، رابطه فوق برای تغییرات غیرقابل برگشت دلخواه نیز صادق است. اگر سیستم دارای متغیرهای خارجی بیشتری نسبت به حجمی باشد که می تواند تغییر کند، رابطه ترمودینامیکی اساسی به موارد زیر تعمیم می یابد:
${\displaystyle dU=T\,dS-p\,dV+\sum _{j}\mu _{j}\,dN_{j}+\sum _{i}X_{i}\,dx_{i}} $
در اینجا Xi نیروهای تعمیم یافته مربوط به متغیرهای خارجی xi هستند.
با استفاده از تبدیل لژاندر به طور مکرر، روابط دیفرانسیل زیر برای چهار پتانسیل برقرار است$dU=T\,dS-P\,dV+\dots$
$dH=T\,dS+V\,dP+\dots$
$dG=-S\,dT+V\,dP+\dots$
$dF=\delta U-TdS-SdT$
hope I
helped you understand the question. Roham Hesami, sixth
semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضاتصویر
smile260 smile016 :?:

ا
تصویر

ارسال پست