Принцип минимума свободной энергии

Принцип минимума свободной энергии широко используется в физической химии и технологии. Он указывает направление в данной системе процессов, определяет условия равновесия систем. Согласно принципу минимума свободной энергии наиболее вероятное состояние термодинамической системы соответствует минимуму свободной энергии в ней. По этой причине большинство веществ, образующихся в результате экзотермических реакций, являются термодинамически устойчивыми, так как обладают малым запасом свободной энергии. [c.106]

Второй закон термодинамики так же, как и первый, формулируется с привлечением нескольких постулатов. Если постулаты первого закона термодинамики отражали закон сохранения энергии, то постулаты второго закона отражают принцип минимума свободной энергии и качественную неэквивалентность теплоты и работы в приложении к конкретным термодинамическим процессам. Наибольшую известность получили следующие постулаты. [c.87]

Третье начало термодинамики. Принцип минимума свободной энергии [c.95]

Если в дисперсную систему вводить большое количество электролита, то произойдет увеличение количества противоионов в адсорбционном слое коллоидных частиц. Это повлечет за собой уменьшение среднего электрического заряда коллоидных частиц и соответствующее снижение -потенциала системы. В итоге взаимное отталкивание частиц ослабеет и увеличится вероятность их столкновений. А столкновение коллоидных частиц, согласно принципу минимума свободной энергии, приводит к их слипанию (слиянию). В результате будет происходить их коагуляция (коалесценция), за которой может последовать оседание укрупнившихся частиц — седиментация. [c.212]

Описанный закон природы наряду с принципом минимума свободной энергии положен в основу второго закона термодинамики и выражает качественную неэквивалентность теплоты и работы. На рис. 11.8 приводится графическое описание вышеизложенного. Пусть некоторой термодинамической системе сообщается энергия в форме теплоты или работы (Qp или Ц7), в результате чего энтальпия системы возрастает на ЛЯ (отрезок АО), а ее внутренняя энергия — на Ли (отрезок АС). [c.86]

Термодинамически все процессы в природе независимо от внешнего вмешательства протекают самопроизвольно. Любое внешнее воздействие на термодинамическую систему сводится лишь к созданию условий, при которых рассматри-раемая система оказывается выведенной из состояния равновесия. Согласно второму закону термодинамики, такая система стремится к восстановлению термодинамического равновесия. При этом направление процесса, вызванного в этой системе, согласуется с принципом минимума свободной энергии. [c.119]

Коагуляции способствуют адсорбционные силы, согласующиеся с принципом минимума свободной энергии, а противодействуют — электростатические силы отталкивания одноименных электрических зарядов частиц дисперсной фазы, соответствующих -потенциалу. Рассмотрим с учетом этого влияние внешних факторов на устойчивость дисперсных систем. [c.281]

Как и в старой квантовой теории Бора, размещение электронов по квантовым состояниям определяется принципом минимума свободной энергии системы и принципом Паули, согласно которому у атома не может быть двух и более злектронов с одинаковыми значениями всех че- [c.191]

Представим теперь длинную жидкую нить, оба конца которой не свободны. Какова будет равновесная форма такой нити Прежде всего по принципу минимума свободной энергии поперечное сечение нити должно быть круглым, так как любая геометрическая форма такой же площади будет иметь периметр больший, чем у круга. Цилиндрическая нить бесконечной длины не может при отсутствии внешних воздействий превратиться в две сферические капли (по типу рассмотренного выше случая сокращения оборванной нити), поскольку для этого необходимо преодолеть энергетический барьер, связанный с образованием новой поверхности. [c.236]

Связь между смачиванием и отношением атомных радиусов твердых и жидких металлов можно объяснить, исходя из принципа минимума свободной энергии. В жидкой фазе атомные связи слабее, чем в твердой. Поэтому с повышением отношения между атомными радиусами жидкого и твердого металлов свободная энергия системы возрастает и смачивание затруднено. [c.275]

Система тел будет находиться в устойчивом равновесии в том случае, когда ее свободная энергия имеет наименьшую из всех возможных при данных условиях величин (принцип минимума свободной энергии). [c.262]

Принцип минимума свободной энергии имеет исключительно большое значение не только для физической химии, но и для всего естест- [c.95]

Величины коэффициентов j—подбирают исходя из принципа минимума свободной энергии. л-Связи в этом сольватном комплексе очень мало вероятны. Атомные орбитали 3d и 2>d y иона Ti , склонные к участию в л-связях, в расчет поэтому не принимаются. Из такого набора молекулярных орбит следует октаэдрическая форма сольватного комплекса. З го согласуется с результатами других методов, в частности с результатами по рентгеновскому рассеянию в растворах. [c.102]

Из принципа минимума свободной энергии вытекает, что всякая химическая реакция может протекать необратимо только в направлении, отвечающем уменьшению свободной энергии, а химическое равновесие отвечает минимуму последней. Точно такое же положение существует, в частности, и в отношении хода реакций образования сложных веществ, или, наоборот, распада их на соответствующие простые вещества (та или другая реакция точно так же предопределяется уменьшением содержания свободной энергии, причем это уменьшение должно быть максималь-ны.м). [c.90]

Принцип минимума свободной энергии. Термодинамика учит, что наиболее вероятным состоянием системы является ее устойчивое состояние. Более же устойчивой система является тогда, когда она заключает минимум свободной энергии, максимум энтропии, минимум различий в интенсивности. Малейшее изменение этих условий тотчас же смещает равновесие. В результате этого в системе самопроизвольно возникают процессы, приводящие свободную энергию к уровню, являющемуся минимальным при данных новых условиях существования системы. Таки.м образом, состояние системы, соответствующее минимуму свободной энергии, является со- [c.126]

На основании изложенного можно сформулировать следующий принцип минимума свободной энергии. [c.127]

Отрицательная адсорбция. Известно много веществ, которые, находясь в водных растворах, повышают поверхностное натяжение растворителя. В этом случае, согласно принципу минимума свободной энергии, будет иметь место тенденция вытеснения из поверхностного слоя жидкости молекул или ионов подобных веществ. Однако полное вытеснение осуществиться не может, так как осмотические силы, возникающие в объеме раствора, будут препятствовать этому. Некоторое число молей адсорбтива тз все же останется в поверхностном [c.322]

Согласно принципу минимума свободной энергии, величина 1 12 будет стремиться к минимуму. Выражение № 12 = 012512 показывает, что это может достигаться двумя путями как путем уменьшения поверхности раздела фаз 512, так и за счет понижения свободной межфазной энергии О12 на границе коллоидная [c.340]

В природе идут самопроизвольно только те процессы, которые сопровождаются уменьшением свободной энергии. Это положение носит название принципа минимума свободной энергии. Когда в результате этих процессов свободная энергия достигает наименьшего возможного значения при данных условиях, то система переходит в состояние так называемого термодинамического равновесия. В состоянии равновесия система может находиться до тех пор, пока внешние условия ( °, р и т. д.) не изменятся. При изменении внешних условий равновесие смещается, и в системе возникают процессы, приводящие свободную энергию к возможному минимальному при данных условиях уровню. [c.299]

Это положение, известное как принцип минимума свободной энергии, может быть сформулировано так система находится в равновесии тогда, когда ее свободная энергия имеет минимальное значение. В системе, обладающей минимумом свободной энергии, не могут протекать процессы, сопровождающиеся превращением энергии в работу. Системы, свободная внергия которых больше минимального значения, не находятся в состоянии равновесия, их свободная энергия стремится тем или иным путем достигнуть минимума. [c.52]

Рассматриваемый в термодинамике принцип минимума свободной энергии относится и к поверхностной энергии, являющейся одной из форм свободной энергии. Всякая система, поверхностная энергия которой больше минимального значения, находится в неуравновешенном состоянии. В таких системах проявляется стремление к уменьшению поверхностной энергии, которое осуществляется как самопроизвольный процесс. Величина поверхностной энергии в данной системе равна произведению поверхностного натяжения на величину поверхности, т. е. [c.134]

В соответствии с принципом минимума свободной энергии, являющимся выражением второго закона термодинамики, в коллоидных системах особенно легко протекают самопроизвольные процессы, направленные в сторону уменьшения свободной поверхностной энергии. Это уменьшение свободной энергии осуществляется или путем адсорбции коллоидными частицами веществ, понижающих поверхностное натяжение, или путем уменьшения общей поверхности системы в результате образования крупных частиц из более мелких. [c.163]

Согласно молекулярно-кинетической теории травление рассматривается как чисто физический процесс. В теории используется представление о простейшей модели кристалла, где атомы являются кубиками, плотная упаковка которых позволяет получить как идеально гладкие грани, так и шероховатые. Оценивается средняя энергия связи частиц на поверхности различных граней и в разных положениях закрепления. Процесс растворения кристалла рассматривается исходя из принципа минимума свободной энергии как процесс создания и движения ступенек. В процессе растворения легче всего отрываются от поверхности наименее закрепленные частицы с наименьшей энергией связи, расположенные на ступеньке. Когда весь атомный ряд (ступенька) растворится, наступает пауза, пока не сорвется крайняя частица следующего ряда (ступеньки), после чего растворение идет вдоль этого ряда и т. д. [c.277]

Исходя КЗ термодинамического принципа минимума свободной энергии можно получить уравнение, характеризующее условие сосуществования областей относительной упорядоченности и аморфной матрицы. Рассмотрим для этого 2 рода структурных звеньев-тетраэдров, которые образуют структурные упорядоченности в веществе, и, кроме того, формирующие аморфную матрицу. Примем, имеется звеньев упорядоченных и звеньев - неупорядоченных. [c.136]

Принцип минимума свободной энергии широко используется в физической химии и технологии. Он указывает направление возможных в данной системе процессов, определяет условия равновесия систем. Согласно принципу минимума озободной энергии наиболее вероятное состояние термодинамической сн- [c.105]

Отрицательная адсорбция. Имеются вещества, частицы которых, попадая в поверхностный слой, повышают по-зерхностное натяжение. Эти вещества, согласно принципу минимума свободной энергии, будут вытесняться из поверхностного слоя. Однако полное вытеснение неосуществимо, так как осмотические силы, возникающие в объеме раствора, будут препятствовать этому. Некоторое количество молей адсорбтива все же останется в поверхностном слое. В результате концентрация растворенного вещества в поверхностном слое уменьшится, а в объеме раствора — соответственно несколько увеличится. После установления адсорбционного равновесия будем иметь тп < [c.237]

Согласно второму началу термодинамики система тел будет находиться в устойчивом равновесии в том случае, когда ее свободная энергия имеет наименьшую из всех возможных при данных условиях величин (принцип минимума свободной энергии стр. 90). Наличие в коллоидных системах большой пограничной свободной энергии Wl2, связанной с сильно развитой поверхностью раздела фаз 512, создает малоустойчивость этих систем. Согласно указанному принципу свободная энергия 1 12 в коллоидных системах также стремится к минимуму. Выражение 2=( 2-5и показывает, что уменьшение Шх2 может идти двумя путями а) за счет уменьшения суммарной поверхности дис персных частиц 5, б) за счет понижения свободной пограничной (межфазной) энергии о 2- В коллоидных системах возможны оба пути. [c.264]

Коагуляция и седиментация. Коллоидные системы отличаются высокоразвитой поверхностью раздела на границе дисперсная фаза — жидкость. Это приводит к избытку свободной пограничной (межфазной) энергии 1 . Согласно принципу минимума свободной энергии в коллоидных системах постоянна тенденция к самопроизвольному уменьшению межфазной энергии. В связи с этим в золях особенно легко развиваются процессы нкя малых частиц в более крупные ягрегаты их. Процесс увеличения размера коллоидных частиц, т. е. уменьшения степени дисперсности золя, называется коагуляцией. [c.306]

Указанный процесс характерен для всех пен. Пены — системы термодинамически неустойчивые. Причина этой неустойчивости лежит в характере изменения поверхностной энергии системы при пенообразовании — процессе, сопровождающемся увеличением поверхности раздела фаз газ—жидкость и возрастанием избытка свободной поверхностной энергии. В связи с этим, в соответствии с принципом минимума свободной энергии, пены являются дисперсными системами, не находящимися в равновесии. Процессы, самопроизвольно протекающие в пенах, одно-стороннй и идут в сторону коалесценции, связанной с уменьше- [c.327]

Принципиальная неустойчивость коллоид-ныхрастворов во времени. Известно, что система тел находится в устойчивом равновесии в том случае, когда ее свободная энергия имеет как можно меньшую величину в данных условиях (принцип минимума свободной энергии). Наличие в коллоидных системах большой межфазной свободной энергии, обусловленной сильно развитой поверхностью раздела фаз, служит причиной малоустойчивости этих систем. В самой природе коллоидных растворов заложена тенденция к уменьшению суммарной поверхности раздела фаз. Это вытекает из второго начала термодинамики. [c.340]

Дж. В. Е. Койнен. В своей работе профессор Бонд принимает, что кристаллы имеют форму сферы или кубо-октаэдра. Основанием для такого допущения является изометрический характер частиц, видимых в электронном микроскопе, и принцип минимума свободной энергии. [c.292]

Принцип минимума свободной энергии. В представленной самой себе изолированной системе могут возникать и самопроизвольно протекать только такие процессы (физические и химические), при которых свободная энергия системы уменьшается. Это находится в соответствии со вторым началом термодинамики. Когда в результате этих процессов свободная энергия достигает наименьшего возможного при данных условиях значения, тогда система переходит в состояние термодинамического равновесия. Послоднее может существовать как угодно долго — до тех пор. пока внешние условия (температура, давление и т. п.) остаются прежними. Малейшее изменение условий тотчас же смещает равновесие. В системе немедленно возникают процессы, приводящие свободную энергию к уровню, являющемуся минимальным при данных новых условиях существования системы. Таким образом, состояние системы, соответствующее минимуму свободной энергии, является состоянием устойчивого равновесия при данных условиях. [c.90]

На основании изложенного можно сформулировать С/1едую-щий принцип минимума свободной энергия. [c.90]