Гиббса свободная энергия

Переход металла из жидкого состояния в твердое (кристаллическое) называется кристаллизацией. Кристаллизация протекает в условиях, когда система переходит к термодинамически более устойчивому состоянию с меньшей энергией Гиббса (свободной энергией) О, т. е. когда энергия Гиббса кристалла меньше, [c.24]

Рис. 34. Зависимость энергии Гиббса (свободной энергии) от состава сплава

Рис. 7.13. Классическая теория фазовых переходов основана на форме кривой свободной энергии Гиббса. Свободная энергия Гиббса, связанная с точками А, В, С и П на фазовой диаграмме (а), показана на рис. б. Когда система переходит от А к D, форма кривой для свободной энергии Гиббса меняется от кривой с двумя минимумами к кривой с одним минимумом.

Положительная сторона введения свободной энергии Гельмгольца заключается в том, что эта энергия является непосредственной мерой суммы состояний при условии постоянной температуры. Вторая функция свободной энергии, называемая свободной энергией Гиббса и определяемая уравнением [c.147]

Если рассматривать систему с фазовым или химическим равновесием, особенно важное значение имеют такие функции, как полный дифференциал внутренней энергии, энтальпии, свободных энергий Гельмгольца и Гиббса. Для однофазных открытых систем эти функции можно выразить с помощью уравнения (7-2) [c.218]

Свободная энергия Гиббса [c.220]

Если независимые переменные — температура и давление, то химический потенциал компонента i в одной из фаз многокомпонентной многофазной системы можно выразить через свободную энергию Гиббса [c.238]

Изучаемая нестационарная открытая система первоначально не находится в равновесии со своим термостатом ее эволюция направлена в сторону достижения частичного равновесия системы с термостатом. С учетом того, что эволюцией системы управляют потенциалы (термодинамические силы), характеризующие состояние системы, Г.П. Гладышев [2] использовал для анализа открытых систем удельную величину функции Гиббса, отнесенную к единице объема или массы. Напомним, что в соответствии с функцией Гиббса движущей силой процесса для закрытых систем при постоянных температуре и давлении является стремление системы к минимуму свободной энергии (максимуму энтропии), если в системе не совершается никакая работа кроме работы расширения [17]. Гиббс предвидел широкие возможности термодинамики для решения различных задач, сделав следующие предсказания ...Несмотря на то, что статистическая механика исторически обязана возникновением исследованиям в области термодинамики, она, очевидно, в высокой мере заслуживает независимого развития как вследствие элегантности и простоты ее принципов, так и потому, что она приводит к новым результатам и проливает новый свет на старые истины в областях, совершенно чуждых термодинамике . [c.21]

Трудно объяснимое на первый взгляд наличие каскада переходов в неравновесной системе становится понятным, если принять во внимание статистический характер свойств среды. В равновесных системах состояние равновесия устойчиво относительно флуктуаций, которые непрерывно возмущают средние значения потоков энергии. Вблизи равновесия флуктуации затухают. Поэтому можно считать, что равновесные и близкие к равновесным системы управляемы. В них равновесие контролируется стремлением системы к минимуму свободной энергии Гиббса. В неравновесных условиях устойчивость системы контролируется стремлением системы к минимуму производством энергии. Но что же заставляет систему забывать, что она является неравновесной и эволюционировать на определенном этапе по законам равновесной термодинамики Физические причины такого поведения рассмотрены ниже. [c.43]

По физическому смыслу энергия активации любого кинетического процесса есть разность свободных энергий Гиббса (AF) конфигураций атомов, соответствующих активированному состоянию (седловая точка) и основному состоянию перед потенциальным барьером, а скорость процесса о при наличии внешнего напряжения определяется соотношением [c.193]

К.А Осиповым за минимальную энергию активации q элементарного кинетического процесса при наличии напряжения принято абсолютное значение изменения свободной энергии Гиббса при нагреве металла от нуля градуса Кельвина до температуры плавления ( ). При этом между минимальной энергией активации q и энергии активации других элементарных процессов предполагалось наличие связи типа [c.193]

V такую огранку (форму), при которой его поверхностная свободная энергия имеет минимальное значение принцип Гиббса — Кюри). [c.226]

При равновесии dF = 0, следовательно, кристалл, находящийся в равновесии с расплавом, принимает при заданном объеме V такую огранку (форму), при которой его поверхностная свободная энергия имеет минимальное значение (принцип Гиббса — Кюри) [c.154]

Используя соотношение (2.11.16) и определение свободной энергии Гиббса, получим [c.77]

Кристаллизация — спонтанный процесс, при котором вещество переходит из состояния с полностью или частично неупорядоченной конфигурацией атомов в кристаллическое состояние. Движущей силой этого процесса является стремление достичь при данных условиях состояния с минимумом свободной энергии О. Иногда свободную энергию О системы называют термодинамическим потенциалом, или энергией Гиббса. Как известно из термодинамики, самопроизвольно (спонтанно) протекают лишь те процессы, в результате которых энергия Гиббса уменьшается. [c.48]

Возможность и направление процесса фазового перехода определяются уровнем термодинамического потенциала G данной системы, который действует при протекании всех процессов, включая химические реакции. Потенциал G называют изобарно-изотермическим. В литературе встречаются и другие названия свободная энтальпия Z, свободная энергия F, потенциал Гиббса G. [c.147]

Изучение физических закономерностей изменения структурно-фазо-вого и напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя деталей при трении, накопление и обобщение результатов экспериментальных исследований и опыта эксплуатации трибосистем различного вида и назначения позволили определить физические основы структурной модификации материалов трибосистем. В главе 6 показано, что в качестве физической основы структурной модификации выступают закономерности фазовых переходов, определяемые уровнем потенциала Гиббса или свободной энергией системы. А переход из одного фазового состояния в другое сопровождается существенным изменением внутреннего строения и физических свойств системы. Фазы выступают в качестве элементов структуры любого материала (сплава, [c.268]

Рис. 139. Свободная энергия Гиббса образования нитридов [96]з

Характеристические функции определяют сумму внешних воздействий через параметры системы, поскольку все они могут быть сведены путем простейших математических операций к понятию внутренней энергии . В этом смысле все характеристические функции можно рассматривать как звенья математического аппарата, облегчающего анализ конкретных процессов, связанных с изменением каких-либо двух переменных, относящихся к различным степеням свободы. Термины свободная энергия (Г. Гельмгольца) и свободная энтальпия (В. Гиббса) появляются из рассмотрения частных про- [c.56]

Последнее уравнение, называемое уравнением Гиббса — Гельмгольца, относите к системам, имеющим постоянную температуру Т и постоянный объем V. Пользуясь им, можно по величине свободной энергии F системы и ее частной [c.55]

Следующие функции применяются для описания термодинамического поведения системы из нескольких компонентов объем V, энтропия S, энергия Е, энтальпия (теплосодержание) Н = Е + PV, свободная энергия Гельмгольца А = Е — TS, свободная энергия Гиббса F — Е + PV — TS = Н — TS. [c.14]

Дифференциальное уравнение (1-23) для относительных парциальных молярных свободных энергий и после введения активностей и коэффициентов активности по (1-43) и (1-45) дают известные уравнения Гиббса — Дюгема [c.23]

Выражения этого вида являются большей частью наиболее удобными формами уравнения Гиббса—Дюгема для тройных систем, если задана парциальная молярная величина для одного из компонентов в функции состава и требуется определить производные парциальных молярных величин для других компонентов. Необходимо отметить, что могут быть получены только производные от Р и Рз по Ха при постоянном отношении у = /гз/(л1 + + з) производные же от и fg по у или производные по молярной доле компонента 1 при постоянном отношении x jx не могут быть вычислены. Это ограничение является принципиальным, так как оно связано с числом независимых вторых производных от молярной свободной энергии в тройных системах [333(a)], Специальные следствия для предельного случая разбавленного раствора компонента 2 в смеси компонентов 1 и 3 были рассмотрены Вагнером [389]. [c.28]

Можно также вычислить интегральную молярную теплоту смешения (х ) при помощи уравнения Гиббса—Гельмгольца, если известна температурная зависимость свободной энергии. Это уравнение имеет вид [c.40]

Количество теплоты, внутренняя энергия иао-хорно-изотермический потенциал (свободная энергия Гельмгольца), изобарноизотермический цотенциал (свободная энергия Гиббса), энтальпия Удельная теплота (фа-j зового превращения, химической реакции) [c.13]

Как уже было упомянуто, при переводе в основном была сохранена терминология автора, поэтому функции LJ — TS и и — Г5 + ри названы, как в последнее время принято в зарубежной термодинамической литературе, соответственно как свободная энергия Гельмгольца и свободная энергия Гиббса, т. е. приведен дословный перевод названий этих функций, принятых в подлиннике. Первая из них обозначена буквой А U — TS = А, а свободная энергия Гиббса — буквой F U — TS + pv. Опять-таки эти обозначения отличаются от принятых в советской литературе. Термин fuga ity не имеет в советской литературе однозначного перевода, поэтому в настоящей книге он передан словом фугитивность . [c.25]

Последующее изложение будет близко к превосходной книге Шенберга [24], который сам внес существенный вклад в теорию. Удобнее всего считать независимыми переменными давление Р и внешнее поле Н . Мы ограничимся pa MOxpenvieM массивных образцов, внутри которых поле можно считать равным нулю. Эффекты на границах и тонкие пленки будут обсуждены в разделе 4. Рассмотрим свободную энергию Гиббса (термодинамический потенциал) [c.683]

Относительно происхождения названий термодинамических величин следует отметить следующее термин внутренняя энергия был введен Томсоном и Клаузиусом, термин энтропия — Клаузиусом. Термин энтальпия был предложен Каммерлинг-Оннесом Гиббс предложил называть ее также тепловой функцией . Свободная энергия была введена Гельмгольцем и Гиббсом. Уравнение состояния р = р (V, Т) Каммерлинг-Оннес предложил назвать термическим уравнением состояния, а уравнение и = и (V, 5) — калорическим уравнением состояния Планк назвал калорическое уравнение каноническим уравнением состояния. [c.156]

Будем использовать следующие характеристические функции энтропию S=S U, V, пх, П2,..., rik) =8 (U, V, , ), внутреннюю энергию и = и(S, V, n, ), энтальпию Н=Н 8, Р, frii ), энергию Гельмгольца (или свободную энергию) F = F(V, Т, / ), энергию Гиббса (или свободную энтальпию) G = G(T, Р, , ). Характеристические функции и, Н, F, G носят также название термодинамических потенциалов. [c.8]

Рассмотрим следующие характеристические функции внутреннюю энергию U = U S, V), энтальпию 1 = 1 S, р), изохорно-изо-термический потенциал или свободную энергию (энергию Гельмгольца) F = F T, V), изобарно-изотермический потенциал (энергию Гиббса) Ф = Ф(Г, р). [c.81]

Однако для перевода системы в стабильное состояние необходимо затратить определенную работу на образование зародыша. Действительно, общее изменение свободной энергии Гиббса АО при Рис. 22. Зависимость свободной энергии образовании В системе трех-Г иббса при кристаллизации из расплава от н г [c.48]

Вероятно, это понимали и физики времен установления закона сохранения энергии. Так, еще в 1842 г. Уильям Гров одним из первых разделил силы на движение, теплоту, свет, электричество, магнетизм и химическое сродство — силу стремления химических элементов к взаимодействию Г ельмгольц и Гиббс позже показали, что химическое сродство определяется свободной энергией системы, то есть той частью полной энергии ее, которую можно превратить в работу в данных условиях окружающей среды. Майеровы силы — гравитационную, механическую, тепловую, магнитную, электрическую, химическую — Гельмгольц, как мы видели, сгруппировал в напряженные и живые , рассмотрев, кроме перечисленных, еще и упругостную. Ранкин применяет другую терминологию — делит энергию на потенциальную и актуальную и добавляет к видам Гельмгольца лучистую теплоту , свет, статическое электричество . Интересно, что через 100 лет в знаменитых фейнмановских лекциях прибавляется только ядерная энергия и энергия массы ... [c.126]

Второй закон термодинамики и энтролия позволили лучше оценить энергетические возможности систем. Еще Гиббс и Гельмгольц доказали, что в данной среде, например в земиой атмосфере, можно использовать только часть полной энергии системы At/, например химического топлива. Эта часть была названа свободной энергией — AF. Другая же часть энергии топлива -- связанная , равная произведению температуры окружающей среды То на изменение энтропии в обратимых процессах (например, в результате изменения числа молей газообразных веществ, участвующих в реакции)—Д5о, то есть — Qq—To Sq, — переходит в тепло и рассеивается в окружающей среде. Таким образом, максимальная работа, которую способна совершить система, не может превысить величины 1 тах=At/—7 оА5о=Д/ . Поскольку же в реальных процессах всегда имеют место потери вследствие необратимости — ToAS , то действительная работа всегда меньше максимальной —ГоСА о-Ь [c.160]

На рис. 10 показано влияние легирующих элементов на энергию поверхности раздела в некоторых композитах системы никелевый сплав — окись алюминия. Более электроположительные добавки концентрируются на поверхности раздела. При увеличении сродства легирующего элемента к кислороду уменьшается концентрация этого элемента, обеспечивающая полное покрытие поверхности окисла на границе с расплавом (это связано со свободной энергией образования соответствующих окислов). Если растворенные атомы образуют менее стабильные окислы, чем растворитель, то они, по-видимому, не адсорбируются на поверхности раздела, и энергия поверхности раздела изменяется очень мало. Согласно уравнению адсорбции Гиббса, избыток концентрации на поверхности раздела определяется изменением уж.т в зависимости от активности растворенного вещества. На рис. 11 приведена зависимость Y (. т от концентрации титана в никеле. В области линейной зависимости уж.т (интервал концентрации титана 0,1—1,0%) на поверхности AI2O3 образуется монослой титана. При более высоком содержании Ti в расплаве поверхностное натяжение у , т становится постоянным и составляет 0,4 Дж/м , что соответствует, по-видимому, многослойной адсорбции. В этой области концентраций краевой угол становится меньше ЭО"" ( 70°) и пропитка расплавом становится возможной. [c.323]

Функция И есть та самая функция, через производные которой Лагранж выразил силы, которыми движущаяся система действует на внешние тела. Ввиду того, что функция Я играет важную роль во всех относящихся сюда задачах, я хотел бы именно вследствие указанной ее связи с силами предложить для нее название кинетического потенциала. В различных разделах физики предложен целый ряд соответствующих названий. Сюда относится потенциал двух электрических токов Ф. Е. Неймана, электродинамический потенциалР. Клаузиуса ) Дж. У. Гиббс ) называет в термодинамике ту самую функцию, которую я называю свободной энергией, силовой функцией для постоянной температуры, тогда как П. Дюгем ) называет ту же функцию термодинамическим потенциалом. Таким образом, имеется достаточно прецедентов для выбора нового названия. [c.431]

Для всего объема тела, или для всей системы потенциальная энергия обозначается символом (Jy, F (свободная энергия) W (потенциал, с точностью до знака совпадающий с так называемой удельной дополнительной энергией — 1У = W), для всего объема тела или для всей системы дополнительная энергия обозначается символом 4/ G (погенциал, в некотором смысле аналогичный функции Гиббса в термодинамике. Известно, что функция Гиббса выражается формулой G = F-fpV, где р и F —давление и объем). [c.465]

Для принятых условий (Р = onst = 1 am и Т — независимая переменная) свободная энергия Гиббса является характеристической функцией и поэтому применяется вместо А. Энтальпия Н служит дополнительной функцией. [c.14]

Недавно Даркин [55] показал возможность приложения общих уравнений Гиббса — Дюгема к тройным и многокомпонентным системам для вычисления интегральной избыточной молярной свободной энергии и парциальной избыточной молярной свободной энергии или коэффициентов активности для всех компонентов, если известен коэффициент активности одного компонента. Для многокомпонентной системы можно написать аналогично (1-35) [c.25]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...