VIII. KHÁI NIỆM ENTROPY
2. Entanpi TOP Entanpi hoặc hàm nhiệt là một hàm trạng thái được định nghĩa như sau:
Entanpi hoặc hàm nhiệt là một hàm trạng thái được định nghĩa như sau:
W = U + pV (10.85)
Ðể thấy rằng W là một thế nhiệt động ta lấy vi phân biểu thức (10.85) và để ý đến (10.81) dW = dU + pdV + Vdp = Tds + Vdp (10.86)
Từ (10.86) ta thấy entanpi là thế nhiệt động của 2 biến S và p. Các đạo hàm riêng của nó bằng:
3. Năng lượng tự do TOP
Năng lượng tự do của hệ là một hàm trạng thái được định nghĩa như sau:
F = U − TS (10.89)
dF = dU − TdS − SdT = − SdT − pdV (10.90)
Từ (10.90) ta thấy F là thế nhiệt động của 2 biến T và V và các đạo hàm riêng của nó bằng:
Trong điều kiện nhiệt độ không thay đổi dT = 0 ta có : dF = -pdV = δA
Nghĩa là trong quá trình đẳng nhiệt thuận nghịch, độ biến thiên của năng lượng tự do bằng công hệ nhận vào trong quá trình đó.
Ta hãy xét một quá trình không thuận nghịch xảy ra trong điều kiện nhiệt độ và thể tích được giữ không đổi (T = const, V = const). Như đã biết, đối với một quá trình bất kì thuận nghịch hay không thuận nghịch và kết hợp nguyên lý thứ nhất ta luôn có:
Từ đây suy ra trong điều kiện nhiệt độ và thể tích không đổi quá trình không thuận nghịch xảy ra theo chiều hướng tương ứng với sự giảm của năng lượng tự do của hệ và trạng thái cân bằng sẽ là trạng thái mà F là cực tiểu.
4. Thế nhiệt động Gibbs TOP
Thế này là một hàm trạng thái được định nghĩa như sau:
φ = U + pV − TS (10.94)
Biểu thức vi phân có dạng:
(10.95)
Nghĩa là quá trình không thuận nghịch xảy ra ở nhiệt độ và áp suất không đổi sẽ kèm theo sự giảm thế nhiệt động Gibbs của hệ và trạng thái mà 0 là cực tiểu sẽ là trạng thái cân bằng.