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第九节吉布斯能和亥姆霍兹能 一 热力学第一 第二定律联合表达式 第二定律 即TdS Q 二 亥姆霍兹 Helmholtz 能F 若过程是恒温恒容W 0 即T系 T环 常数 W体积 0 d TS dU 0 d U TS 0 1 定义F U TS为亥姆霍兹能 F为状态函数 有能量量纲 容量性质 其绝对值未知 2 F判据 自发过程向着F减少的方向进行 直到不再减少 F 0 二 亥姆霍兹 Helmholtz 能F 3 F的物理意义 F没有物理意义 F在特定条件下有物理意义 联合表达式TdS dU W 恒温可逆时 d U TS Wr F Wr F Wr F物理意义 恒温可逆条件下 系统亥姆霍兹能的减少等于其对外做的最大功 恒温恒容可逆条件下 系统亥姆霍兹能的减少等于其对外做的最大非体积功 二 亥姆霍兹 Helmholtz 能F 4 恒温 W 0条件下 F的计算 F是状态函数 只要始终态确定 F为定值计算时 可按可逆过程处理 可逆过程体积功计算 F Wr 体积 由 U和 S计算 F U T S 三 吉布斯 Gibbs 能G 若过程是恒温恒压W 0 即T系 T环 常数 p系 p环 常数 联合表达式TdS dU W d U pV TS 0 1 定义G H TS为吉布斯能 G为状态函数 有能量量纲 容量性质 其绝对值未知 2 G判据 恒温恒压 W 0时 G 0 自发过程向着G减少的方向进行 直到不再减少 G 0 三 吉布斯 Gibbs 自由能G 3 G的物理意义 G没有物理意义 G在特定条件下有物理意义 TdS dU W 恒温可逆 d TS U pdV Wr 恒压 d U pV TS Wr G Wr G物理意义 恒温恒压可逆条件下 系统吉布斯能的减少等于其对外做的最大非体积功 四 过程方向和平衡判据小结 1 熵 S隔 0条件 隔离系统 最本质 2 Gibbs能 G 0条件 T p不变 W
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