亥姆霍兹函数的介绍
Helmholtz特征是与内部能量乘积减去绝对温度和熵相似的重要热力学参数:两种条件下差异的负数等于可逆性等温等热过程的最大工作输出。也称为Helmholtz Freerenergy(工作),工作功能,通常由A(或F)表示。
亥姆霍兹函数定义
Helmholtz的功能在热力学中起着核心作用。类似于在可逆的同骨同局过程中可以获得的最大工作,也称为Helmholtz工作的自由能或功能,通常由A或F表示。
该热力学潜力的重要性是系统是封闭温度和恒定的体积,无能量的Helmholtz可以测量在这种情况下可以实现的最大“有用”工作。
当系统达到热力学平衡时,Helmholtz的能量差异达到最小。
这个概念最初是由赫尔曼·冯·赫尔霍兹(Hermann von Hemholtz)提出的,IUPAC提出了使用字母A,并将其作为Helmholtz作为正式名称。
尽管吉布斯(Gibbs)的无能量更常用于化学中,但在某些情况下,例如爆炸性反应,由于压力变化的特征,赫尔姆霍尔兹(Helmholtz)无效的能源消耗更为合适。
另外,无赫尔姆霍尔茨(Helmholtz)也广泛用于准确确定纯条件的相等性,尤其是在考虑同质限制时。
自由能的内在本质
自由能的内部本质包括物理学中的热力学参数,即Helmholtz的自由能,其定义为扣除的绝对温度和熵背后的内部能量的产物。该参数显示了可逆的等温分离株过程的最大工作信号的含义。
Helmholtz(自由能)的自由能的表达为:A = U-TS,其中A表示Helmholtz,U-United Energy,Temperature和S-Endropy的自由能。
Helmholtz的自由能的差分表达为:Da = -sdt-PDV+MKDN,其中p压力,V-延伸,μ化学势和N粒子的n-涂层。
最大工作定理表明,Helmholtz的自由能的减少等于系统在等温过程中为外界执行的最大工作。
例如,当ΔA= aa-ab <0时,该过程是自发过程。
当发生这种情况时,这一过程是不可能的,背景空间为系统提供了额外的内部能量。
根据量子三维常数理论,Helmholtz的自由能揭示了系统与背景空间(环境)之间的关系。
孤立的量子系统的大爆炸反映在自发过程中,在背景空间中反映了大量收缩以补充内部能量,并且在平衡状态下反映在可逆过程中。
Gibbs(G)的自由能与Helmholtz(A)的自由能之间的连接是,Gibbs的自由能可以表示为G = A+PV = H-TS和G = MKN,因此自由能Helmholtz的含量可以表示为A = MKN-PV。
在统计物理学中,Helmholtz的自由能与分离函数(Z)之间存在直接连接,其表达为A = -N*K*T*LNZ。
热力学系统的热绝缘过程表明,外界完成的工作取决于过程的初始状态和最终状态,与特定的过程和工作方法无关。
这意味着内部能量的增加等于外界为系统所做的工作。
因此,系统的内部能量属于其内部属性,并且内部能量的变化与背景空间(环境)相关。
总结自由能的性质固有的,它不仅反映在其作为热力学参数的功能上,而且还涵盖了系统与环境之间的相互作用以及能量的转换和存储。
自由能的表达方法?
或(QF代表反应系统的大量数量,kθf是系统的热力学平衡常数)。通过比较QF和KθF值的相对强度,可以获得ΔRGM<0的结果,ΔRGM= 0或ΔRGM> 0,并且可以以这种方式评估化学变化方向。
在理想的气体混合系统中,由于qf = qp =kθf=kθp,因此化学反应的热公式可以表示为:如果kθp> qp,则ΔRGM<0,表明反应过渡是自发信息; 对于由联邦(IUPAC)定义的纯化学和国际应用,Gibbs或Gibbs功能的自由能是Entanpy(H)的产物,除了热力学温度(T)和熵(s),含义g = h-ts,通常称为自由能。
它的SI单位是Joule(J)。
与其他热力学功能一样,G也具有状态函数的特性。
由于H的绝对值尚不清楚,因此G的绝对值尚不清楚,但其更改的数量仅由系统的第一个和末端状态确定,并且没有相互关联。
Gibbs的自由能具有一系列功能特征,例如在等温和等温条件下反应的自发方向,也可以用作授权的化学潜力,而不是扩大表面自由能的范围。
这些功能特征通常反映在它们的变化中。
吉布斯免费改变能量
物理学上的"熵"是个什么概念?为什么叫"熵"?
熵定义物理克劳西乌斯熵:在可逆过程和温度下,系统与环境之间的热交换比率。Boltzmann熵:微观状态数和Boltzmann Ston的自然对数值的乘积。
两者实际上是一致的,前者是宏定义,后者是微观定义。
前者表明,熵的物理意义是能量的变性和转化,而后者表明熵的物理含义是对系统混乱程度的定量描述。
熵的重要性非常抽象,初学者很难理解。
之所以被称为“熵”的原因是因为第一个定义中的熵对应于热和温度的熵,而“火”一词代表热量。
上面说的是错误的。
正确的陈述是绝热系统只会在增加熵的方向上改变。
条件是“绝缘系统”,而不是“所有系统”。