Свободная энергия системы

Можно сказать, что чем больше свободная энергия системы, тем система менее устойчива, и если имеется возможность, то система переходит в состояние, где свободная энергия меньше ( подобно шарику, который скатывается из положения / в положение 2, если на пути нет препятствия), условий, например температуры, свободная энергия системы изменяется по сложному закону, но различно для жидкого и кристаллического состояний. Схематически характер изменения свободной энергии жидкого и твердого состояний с температурой показан на рис. 25. [c.44]

Другими словами, свободная энергия системы Лф определяется кяк алгебраическая сумма двух членов, характеризующих поверхностную Sa и объемную VAF энергии [c.49]

Но выражение в скобках есть не что иное, как свободная энергия системы F, поэтому для всяких изотермических процессов [c.145]

При изотермических обратимых процессах работа, совершаемая системой, равна уменьшению свободной энергии системы. [c.145]

Работа равна уменьшению свободной энергии F. Свободная энергия системы есть часть энергии, которая в изотермическом процессе превращается во внешнюю работу. [c.146]

Свободная энергия системы при постоянных объеме и температуре в необратимом процессе всегда убывает, а при обратимом процессе остается постоянной величиной. [c.147]

Используя основные термодинамические соотношения, можно показать, что для расчета энергии связи влаги с материалом в качестве единственного критерия для классификации форм связи с материалом используют величину так называемой свободной энергии изотермического обезвоживания. Вследствие связывания воды с материалом понижается давление пара воды над его поверхностью, что приводит к уменьшению свободной энергии системы. [c.503]

На первый взгляд кажется, что образование монолитного соединения двух одинаковых монокристаллов с идеально гладкими и чистыми поверхностями возможно при любой температуре и без приложения внешней энергии. Для этого достаточно сблизить их поверхности на расстояние, соизмеримое с параметрами кристаллической решетки (порядка долей нанометра). Тогда между сопряженными атомами возникнут связи, граница раздела А (рис. 1.1) исчезнет и произойдет сварка. Такой процесс кажется вероятным и не противоречит второму началу термодинамики, так как свободная энергия системы при этом должна уменьшиться на величину энергии двух исчезнувших поверхностей раздела. [c.11]

При кристаллизации объема V свободная энергия системы уменьшается на величину А/У. [c.436]

Равновесную концентрацию вакансий будем определять из условия минимума свободной энергии системы. Приращение свободной энергии системы, вызванное образованием вакансии, [c.469]

Кинетика диффузионного превращения. Диффузионное превращение происходит по механизму образование зародыша и рост новой фазы . Этот тип превращения подчиняется тем же общим закономерностям, что и процессы кристаллизации жидкости (см. гл. 12). Существуют некоторые особенности, связанные с твердым состоянием исходной и образующейся фаз и относительно низкой температурой превращений. Образование зародышей критических размеров сопровождается увеличением свободной энергии системы, равным /з поверхностной энергии зародышей (остальные две трети компенсируются уменьшением объемной свободной энергии). Возникновение зародышей обеспечивается в результате флуктуационного повышения энергии в отдельных группах атомов. При превращении в сплавах образуются фазы, отличающиеся по составу от исходной, поэтому для образования зародыша необходимо также наличие флуктуации концентрации. Последнее затрудняет образование зародышей новой фазы, особенно если ее состав сильно отличается от исходной. Другой фактор, затрудняющий образование зародыша новой фазы, связан с упругой деформацией фаз, которая обусловлена различием удельных объемов исходной и образующейся фаз. Энергия упругой деформации увеличивает свободную энергию и, подобно поверхностной энергии, вносит положительный вклад в баланс энергии. Критический размер зародышей и работа их образования уменьшаются с увеличением степени переохлаждения (или перегрева) по отношению к равновесной температуре Гр, а также при уменьшении поверхностной энергии зародыша. [c.493]

С изменением внешних условий, например, температуры, свободная энергия системы изменяется по сложному закону, который различен для твердого и жидкого состояния (рис. 24). При температурах выше равновесной температуры плавления 7), меньшей свободной энергией обладает жидкая фаза, а ниже этой температуры - твердая фаза. При температуре Т обе фазы могут существовать одновременно и процесс кристаллизации еще не начинается. Для его начала необходимо, чтобы процесс был термодинамически выгоден системе и сопровождался уменьшением свободной энергии системы. Из кривых на рис. 24 видно, что это возможно при охлаждении жидкости ниже равновесной температуры Т . [c.41]

Свободная энергия системы АС определяется как алгебраическая сумма двух членов, характеризующих поверхностную п = 5-сг и объемную Ео = = У ЕЕ энергии [15] [c.42]

Рис, 78. Зависимость избыточной свободной энергии системы от длины трещины [c.127]

Вместе с тем раскрытие трещины сопровождается увеличением поверхностной энергии вследствие образования новой поверхности раздела фаз с площадью, пропорциональной удвоенной длине трещины. Таким образом, зависимость свободной энергии системы от размера трещины имеет вид [c.127]

Дифференциал свободной энергии системы, состоящей из жидкости, пара и поверхности раздела между ними, когда температура и химический потенциал в фазах одинаковы, [c.224]

Дифференциал свободной энергии системы в термостате, состоящей из кристалла, расплава ( ) и поверхности раздела между ними, [c.226]

Смесь различных идеальных газов можно изотермически обратимо разделить на компоненты без сообщения теплоты и совершения работы и, следовательно, без изменения свободной энергии системы. Поэтому свободная энергия смеси идеальных газов равна сумме свободных энергий ее компонентов, каждый из которых занимает объем смеси [c.339]

Пользуясь этим выражением для свободной энергии, легко убедиться, что при изотермической диффузии свободная энергия уменьшается. Пусть имеется Vi молей одного и V2 молей другого газа, разделенных в сосуде перегородкой, так что каждый занимает соответственно объем Vi и 2- Тогда до диффузии свободная энергия системы [c.339]

Следует отметить, что формула (4.17) для разности давлений соприкасающихся фаз может трактоваться как следствие общего выражения для свободной энергии системы. Чтобы убедиться в этом, рассмотрим сферическую жидкую каплю радиусом а, находящуюся в равновесии со своим паром. [c.148]

По мере приближения к состоянию равновесия свободная энергия системы убывает [знак меньше в (7.26)] и достигает минимума в состоянии равновесия [знак равенства в (7.26)]. [c.84]

Эти стадии рекристаллизации также сопровождаются уменьшением свободной энергии системы, хотя и не столь интенсивным, как при первичной рекристаллизации. [c.312]

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]

Неизбежность перехода металла из жидкого состояния в твердое объясняется законами термодинамики, поскольку все самопроизвольные процессы протекают в сторону образования состояния с наименьшим запасом свободной энергии. Свободной энергией системы называется часть полной энергии тела, которая может обратимо изменять свою величину в зависимости от температуры [c.44]

Упорядоченный твердый раствор образуется при понижении свободной энергии системы, сопровождающимся более сильным сближением атомов разнородных компонентов, чем однородных атомов, т. е. Иав<< 1ч ааЛ-+ где Uab — энергия взаимодействия двух сортов [c.91]

В ферромагнитных материалах реализуется такая доменная структура, для которой полная свободная энергия системы является минимальной. [c.87]

Для начала кристаллизации необходимо, чтобы процесс был термодинамически выгоден системе и сопровождался уменьшением свободной энергии системы. Из кривых, приведенных на pff . 25, видно, что это возможно только тогда, когда жидкость будет охлаждена ниже точки Температура, при которой практически начинается кристаллизация, может быть названа фактической температурой кристаллизации. [c.45]

Из этого неравенства видно, что свободная энергия системы при необратимом изотермическом процессе возрастает на меньшук вели-чину по сравнению с внешней работой. [c.146]

Фладе-потенциал железа в хромате Ef = 0,54 В) отрицательнее Фладе-потенциала железа в азотной кислоте (Ef = 0,63 В). Предложено [10] следующее объяснение хромат-ионы сильнее адсорбируются на пассивной пленке, чем нитрат-ионы, уменьшая тем самым общую свободную энергию системы и увеличивая стабильность пассивной пленки. Другие пассиваторы адсорбируются сходным образом, но характеризуются различной энергией адсорбции. — Примеч. авт. [c.76]

Однородная система (фаза) в заданном объеме может существовать в некотором интервале температур, имея свободную энергию, большую свободной энергии неоднородной системы из тех же частиц. Такое состояние фазы является метастабильным. С течением времени система перейдет в состояние с минимальным значением свободной энергии, т. е. станет неоднородной. Однако этот переход затрудняется поверхностным эффектом, т. е. тем, что образование в данной фазе объектов малых размеров другой фазы из-за поверхностной свободной энергии этих объектов приводит к увеличению свободной энергии системы и поэтому переход термодинамически невыгоден. Например, начало конденсации пара затруднено по той причине, что при образовании в паре малых (радиуса Л) капель жидкости их поверхностная свободная энергия Л, пропорциональная растет быстрее, чем уменьшается их объемная свободная энергия, пропорциональная Поэтому появление малых капель оказывается термодинамически невыгодным и конденсация задерживается. При больших же каплях, начиная с некоторого Л = У кр, наоборот, объемный член уменьшается быстрее, чем растет поверхнос1Ный, и конденсация становится возможной возникшая в результате флуктуаций такая капля будет расти. [c.229]

При интерпретации границы раздела как геометрической поверхности объемы фаз при увеличении поверхности не изменяются, поэтому diUp имеет смысл избыточной свободной энергии системы из-за наличия поверхности. [c.79]

Свойства вещества, находящегося на границе раздела фаз н в объеме, различны. Например, значения свободной энергии, эи.тропии и удельного объема вещества некоторого тонкого слоя на rpanime раздела между жидкостью и ее насыщенным паром отличаются от соответствующих значений в объеме жидкости или пара. Свободную поверхностную энергию определяют, измерив силу, действующую на единицу длины (в чистых жидкостях эта сила вызывает натяжение), или давление, обусловленное натяжением поверхности раздела. В большинстве случаев, встречающихся на практике, свободная поверхностная энергия нпчтожномала по сравненню со свободной энергией всей системы. Известно, что любая система находится в состоянии равновесия, когда ее свободная энергия минимальна. Свободная поверхностная энергия есть часть свободной энергии системы, поэтому [c.265]

Но при обратимом изотермическо-изохорическом процессе убыль свободной энергии системы, а при обратимом изотермическо-изобари-ческом процессе убыль изобарного потенциала системы равна согласно 4-1 максимальной полезной внешней работе L. Поэтому можно также сказать, что мерой химического сродства участвующих в реакции веществ является максимальная полезная работа, которая может быть произведена над внешним объектом работы в результате химической реакции между этими веществами при обратимом ее проведении. [c.309]

Если радиус пузыря достаточно мал, то свободная энтальпия такой системы должна быть определена как сумма свободных энтальпий жидкости Ф, пара в лузыре Ф" и поверхностного слоя Ф ". Это же относится к свободной энергии системы и к ее объему F—F +F"+F", V=V +V"+V". Таким образом, [c.168]

Запишем выражение для свободной энергии системы Е — Е — кТЪ Ш, где число Ш различимых перестановок атомов А II В на менщоузлиях первого и второго типа (при заданных Сд и I]) имеет вид [c.152]

Это уравнение может быть получено и из условия мини-малыюстп свободной энергии системы. [c.179]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...