ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Энергия Гиббса, энергия Гельмгольца из "Физическая химия" Как уже отмечалось, в изолированных системах энтропия может только увеличиваться и при равновесии достигать максимума. Поэтому ее изменение может служить критерием, указывающим направление процессов именно в таких системах. Однако на практике большинство процессов протекает в неизолированных системах. Действие почти всех промышленных агрегатов связано с теплообменом и изменениями объема. Поэтому для таких незамкнутых систем целесообразно выбирать другие критерии равновесия. Возможность или невозможность процессов при этом связывается с работой, которую они могли бы произвести. [c.47] Изменение энергии Гельмгольца определяется только начальным н конечным состоянием системы и не зависит от характера процесса, поскольку оно определяется двумя функциями состоянргя У и 5. Напомним, что от способа проведения процесса при переходе системы из начального в конечное состояние может зависеть величина полученной или затраченной работы, но не изменение функции А. [c.48] При необратимом протеканнн процесса произведенная работа меньше убыли энергии Гельмгольца. Это связано с тем, что часть изменения функции А ие реализуется в виде работы, а по различным причинам, например из-за трепня, превращается в тепло. Вообще следует иметь в виду, что если процесс осуществился, то независимо от того, дал он работу или нет, способность системы производить работу теряется или, другими словами, ее энергия Гельмгольца уменьшается. [c.48] Из определения А следует, что и=А + ТЗ, т. е. что внутренняя энергия системы как бы состоит из двух частей энергии Гельмгольца А и связанной энергии Т5. Первая превращается в работу при изотермических процессах, а вторая — нет. Убыль энергии Гельмгольца при обратимом изотермическом процессе равна произведенной работе. [c.48] Таким образом, расчеты энергии Гельмгольца могут быть использованы для выяснения направления процессов, протекающих, например, в автоклавах. Если расчет показывает, что А уменьшается, то процесс является самопроизвольным. [c.49] Известно, что давление пара над чистой водой р выше, чем над раствором р . Преладе чем переводить испаренную воду в раствор, дадим уменьшиться давлению р до р2 путем обратимого изотермического расширения. При этом полученная работа выразится уравнением W2 = RT п р11р2). [c.49] На третьей стадии происходит конденсация пара при давлении р2 и тем самым один моль воды переходит в раствор. При этом затрачивается работа —RT. [c.49] Отсюда следует, что если рассматриваемая система будет предоставлена самой себе, то в ней будет самопроизвольно совершаться переход чистой воды в раствор. [c.49] В технике большинство процессов совершается не при постоянном объеме, а при постоянном давлении. Поэтому, кроме энергии Гельмгольца А, целесообразно ввести такую функцию состояния, которая служила бы критерием равновесия в условиях постоянства давления и температуры. [c.49] При обратимых процессах С не изменяется, а при необратимых она должна только убывать. Следовательно, условием равновесия в системах при постоянных давлении и температуре является минимум С. Уравнение (П.25) является одним из наиболее важных в химической термодинамике и будет в дальнейшем часто использоваться. [c.50] Вернуться к основной статье