Изобарно – изотермический потенциал

(Изобарный потенциал, энергия Гиббса, свободная энергия при постоянном давлении)

Желая учесть в общей форме другие виды работы, кроме работы расширения, представим элементарную работу как сумму работы расширения и других видов работы:

dA = PdV + dA¢

(A¢ – полезная работа; dА¢ – элементарная полезная работа).

dQ = dU + PdV + dA¢ £ TdS

В общем случае (с учетом и равновесных, и неравновесных процессов):

dA¢ £ TdS – PdV – dU

T = const, P = const

A¢ £ T(S₂ – S₁) – P(V₂ – V₁) – (U₂ – U₁)

A¢ £ (U₁ – TS₁ + PV₁) – (U₂ – TS₂ + PV₂)

U – TS + PV = G – энергия Гиббса, функция состояния системы

G = U – TS + PV = F + PV = H – TS; DG = DH – TDS

A¢ £ G₁ – G₂, A¢ £ – DG

Для равновесных процессов A¢_max = – DG: максимальная полезная работа при изобарно-изотермических процессах равна убыли изобарного потенциала и не зависит от пути процесса.

G – та часть Н, которая переходит в полезную работу при P,T = const:

DG = DF + PDV, – DG = – DF – PDV, A¢ = A – PDV

Максимальная полезная работа равна общей максимальной работе за вычетом работы изобарного расширения.

Изобарный потенциал – функция Р и Т:

G = F + PV

dG = dF + PdV + VdP; dF = – PdV – SdT

dG = – PdV – SdT + PdV + VdP

dG = VdP – SdT, G = G(P,T)

dG = dP + dT; = V, = – S

V – мера прироста G с ростом Р при T = const

S – мера убыли G с ростом Т при P = const

С учетом неравновесных процессов: