ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Обратимые изотермические процессы. Свободная энергия системы из "Введение в термодинамику Статистическая физика " Прежде чем перейти к выводу математической формулировкре второго начала термодинамики для общего случая обратимых процессов, рассмотрим частный случай обратимых процессов — процессы изотермическР1е. В этом случае для замкнутого процесса, в силу сказанного в предыдущ,ем параграфе, работа равна нулю. Отсюда, если число внешних параметров больше одного, можно вывести некоторые следствия. [c.49] Функция состояния системы V (ai,. .., а , т) называется свободной энергией. [c.50] Для изотермических процессов свободная энергия F играет ту же роль, что и потенциальная энергия в механике. [c.50] Свободная энергия — потенциал сил для нашей системы. Заметим, что Y пока определена с точностью до аддитивной функции температуры, как видно из (2.3). Замена V на V + /(т),где /(т) — произвольная функция температуры, не нарушает равенства (2.3) (dT = 0). [c.50] Разберем некоторые примеры, разъясняющие физический смысл свободной энергии. [c.50] В рассмотренном примере при изотермической деформации свободная энергия — это то, что обычно называют энергией упругой деформации. [c.50] Перейдем к общим формулам. [c.51] Равенства (2.11) получены из уравнения (2.10), справедливого-для изотермических процессов. Однако эти равенства связывают частные производные дЧ /дщ (при постоянной т) и обобщенные силы и, очевидно, относятся уже не к процессу, а к любому равновесному состоянию, соответствующему определенным а и т (равновесному потому, что они получены из рассмотрения ква-аистатических процессов). [c.51] Из этих соотношений можно вывести те же следствия, что выводятся и в механике из факта существования потенциальной энергии системы. [c.51] Это значит, что если при данном смещении по оси у возникает сила, имеющая определенную слагающую по оси х, то при таком же смещении по оси х возникает сила с той же слагающей по оси у. [c.52] Рассмотрим теперь с этой точки зрения пьезоэлектрический эффект, заключающийся в том, что при давлении на некоторые кристаллы, например кварц, их электрическая поляризация пропорциональна действующему механическому упругому навря-зкению. [c.52] Бторой член (для пьезоэлектрического кристалла) дает зависимость поляризации от напряжения, первый член — обычную поляризацию, возникающую под влиянием электрического поля. [c.52] Здесь М — модуль упругости первый член выражает закон Гука. [c.52] Эта формула означает, что если а О, т. е. если при напряжении в теле возникает поляризация — пьезоэффект, то и р 0 значит, лри помещении тела в электрическое поле в нем возникает деформация (.обратный пьезоэффект). [c.53] Вернуться к основной статье