Termodünaamiline potentsiaal

Termodünaamiline potentsiaal on termodünaamikas olekufunktsioon, mis sobivalt valitud sõltumatute olekuparameetrite (loomulike muutujate) korral määrab täielikult termodünaamilise süsteemi omadused.[1]

Termodünaamiliste potentsiaalide kontseptsiooni võttis kasutusele Pierre Duhem 1886. aastal. Josiah Willard Gibbs kasutas oma artiklites terminit fundamentaalsed funktsioonid.

Ühe suletud süsteemi ühendamisel teisega saavutab ühendatud süsteem termodünaamilise tasakaalu, kui kogu süsteemi entroopia saavutab maksimumi. Sel juhul on ka kahe süsteemi kõik intensiivsed parameetrid ühesuurused: temperatuur , rõhk ja keemiline potentsiaal .

Keskne termodünaamilinei potentsiaal on siseenergia . Teisi termodünaamilisi potentsiaale saab tuletada Legendre’i transformatsiooni kaudu siseenergiast , mille olekuparameetrid on entalpia , ruumala ja osakeste arv süsteemis , kus on Avogadro arv ja on ainehulk moolides.

Siseenergia olekufuntsioonist saadakse teiste termodünaamiliste potentsiaalide olekufunktsioonid olekuparameetreid Legendre’i transformatsiooni abil jõrgmiselt teisendades:

  • entroopia temperatuuriks , sest
  • ruumala rõhuks , sest
  • osakeste arv keemiliseks potentsiaaliks , sest

Nende kolme muutujapaari (S-T. V-p, N-μ) alusel on võimalikud termodünaamilist potentsiaali. Enamkasutatavad termdünaamilised potentsiaalid on siseenergia, Helmholtzi vabaenergia, Gibbsi vabaenergia ja entalpia.

Termodünaamilisi potentsiaale
Nimetus Tähis Olekuparameetrid
(intensiivne paksult)
Olekufunktsioon Seosed
Siseenergia
Helholtzi vabaeneria
Gibbsi vabaenergia
Entalpia

Viited

muuda
  1. ENE 9. köide, 1996