طاقة هلمهولتز الحرة: الفرق بين النسختين
[مراجعة غير مفحوصة] | [مراجعة غير مفحوصة] |
سطر 26: | سطر 26: | ||
فعند درجة حرارة ثابتة |
فعند درجة حرارة ثابتة |
||
<math>\Delta_T \,W</math> |
<math>\Delta_T \,W</math> |
||
يمكننا حساب الطاقة الداخلية أو [[إنثالبي|الإنثالبي]] للنظام بالإستعانة ب [[القانون الأول ]] و [[القانون الثاني |
يمكننا حساب الطاقة الداخلية أو [[إنثالبي|الإنثالبي]] للنظام بالإستعانة ب [[القانون الأول للديناميكا الحرارية ]] و [[القانون الثاني للديناميكا الحرارية]] عند <math> T\equiv 0</math> ، وعندما تكون |
||
<math>T > 0</math> هي تساوي طاقة هلمهولتز الحرة . |
<math>T > 0</math> هي تساوي طاقة هلمهولتز الحرة . |
||
نسخة 09:03، 28 يوليو 2011
طاقة هلمهولتز الحرة هي مفهوم في الديناميكا الحرارية وهي إحدى الكمونات الدينامية الحرارية الأربعة. تقيس طاقة هلمهولتز مقدار العمل الذي نستطيع أن نحصل عليه من نظام ترموديناميكي مغلق. تساوي طاقة هلمهولتز الطاقة الداخلية للنظام الترموديناميكي U مطروحاً منها حاصل ضرب درجة الحرارة المطلقة T في الإنتروبيا S.
حيث
- A: طاقة هلمهولتز
- U: الطاقة الداخلية
- T: درجة الحرارة المطلقة
- S: إنتروبيا أو الاعتلاج
علاقات في الحركة الحرارية
نحصل على الطاقة الحرة من الطاقة الداخلية لنظام ترموديناميكي عن طريق تحويل ليجاندر للمتغيرين : درجة الحرارة المطلقة و والإنترويا :
ثم نستعين بخاصتي الضغط و الجهد الكيميائي للنظام :
هذة المعادلة هي الصورة التفاضلية لطاقة هلمهولتز الحرة ، وهي تعني أنه في أحد التجارب سنغير درجة الحرارة T و عدد الذرات N بغرض الحصول على التغير في الطاقة الحرة F ( بينما تحتوي الطاقة الداخلية على المتغيرات : الإنتروبيا و حجم النظام و عدد الذرات في النظام ) .
فعند درجة حرارة ثابتة يمكننا حساب الطاقة الداخلية أو الإنثالبي للنظام بالإستعانة ب القانون الأول للديناميكا الحرارية و القانون الثاني للديناميكا الحرارية عند ، وعندما تكون هي تساوي طاقة هلمهولتز الحرة .
Präzise gilt: Die Änderung der Freien Energie entspricht bei isothermen Prozessen der maximalen Arbeit, die ein System verrichten kann.
Die freie Energie ist das zum kanonischen Ensemble gehörende thermodynamische Potential und ist über folgende Beziehung mit der kanonischen Zustandssumme verknüpft:
Bei kanonischer Präparierung eines Systems (abgeschlossenes System =const, =const im Wärmebad ) wird im thermodynamischen Gleichgewicht die freie Energie minimal.