МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ОБЩЕЙ ФИЗИКИ Реферат на тему: ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ
    Выполнил студент 115 группы
    Степанов Андрей Александрович Владивосток, 2001г. 1. Определение термодинамической функции
    Все расчеты в термодинамике основываются на использовании функций состояния, называемых термодинамическими функциями. Каждому набору независимых параметров соответствует своя термодинамическая функция. Изменения функций, происходящие в ходе каких-либо процессов, определяют либо совершаемую системой работу, либо получаемую системой теплоту.
    Термодинамические функции являются функциями состояния. Поэтому приращение любой из функции равно полному дифференциалу функции, которой она выражается. Полный дифференциал функции f(x,у) переменных х и у определяется выражением
     (1) Поэтому, если в ходе преобразований мы получим для приращёния некоторой величины f выражение вида
     (2) можно утверждать, что эта величина является функцией параметров и, причем функции и представляют собой частные производные функции:
     (3)
    При рассмотрении термодинамических функций мы будем пользоваться неравенством Клаузиуса, представив его в виде (4) Знак равенства относится к обратимым, знак неравенства - к необратимым процессам. 2. Внутренняя энергия
    С одним из термодинамических потенциалов мы уже хорошо знакомы. Это внутренняя энергия системы. Выражение первого начала для обратимого процесса можно представить в виде (5) Сравнение с (2) показывает, что в качестве так называемых естественных переменных для потенциала U выступают переменные S и V. Из (3) следует, что (6)
    Из соотношения следует, что в случае, когда тело не обменивается теплотой с внешней средой, совершаемая им работа равна или в интегральной форме (нет теплообмена). Таким образом, при отсутствии теплообмена с внешней средой работа равна убыли внутренней энергии тела.
    При постоянном объеме
    Следовательно, теплоемкость при постоянном объеме равна (7) 3. Свободная энергия
    В цикле Карно рабочее тело совершает работу в первой половине цикла - в процессах сначала изотермического, а затем адиабатного расширения.
    При адиабатном процессе работа, как известно, совершается за счет внутренней энергии, и равна эта работа как раз убыли внутренней энергии: .
    Иначе обстоит дело в случае изотермического процесса. При таком процессе температура тела остается постоянной, и поэтому та часть внутренней энергии, которая связана с кинетической энергией молекулярных движений, не может быть использована для преобразования в механическую энергию. Это обстоятельство побуждает нас отличать общую энергию, которой обладает тело или система тел, от той ее части, которую при данных условиях можно использовать для получения работы.
    Представим себе некоторое тело, например газ, в котором могут происходить изотермические обратимые процессы расширения и сжатия. Для этого газ необходимо поместить в термостат т. е. привести его в контакт с телом большой теплоемкости, температура которого постоянна. ............