ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಭವಗಳು (ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಕಾರ್ಯಗಳು) - ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿನ ವಿಶಿಷ್ಟ ಕಾರ್ಯಗಳು, ಅನುಗುಣವಾದ ಸ್ವತಂತ್ರ ನಿಯತಾಂಕಗಳ ಸ್ಥಿರ ಮೌಲ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಸಮತೋಲನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿನ ಇಳಿಕೆ ಉಪಯುಕ್ತ ಬಾಹ್ಯ ಕೆಲಸಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಸ್ವೀಕರಿಸಿದ ಶಾಖದ ಪ್ರಮಾಣವು ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಅವನತಿಅರೆ-ಸ್ಥಿರ ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಉಚಿತ ಶಕ್ತಿಯು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮೇಲೆಬಾಹ್ಯ ದೇಹಗಳು.

ಗಿಬ್ಸ್ ಸಂಭಾವ್ಯ

ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ ಗಿಬ್ಸ್ ಶಕ್ತಿ, ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಂಭಾವ್ಯ, ಗಿಬ್ಸ್ ಉಚಿತ ಶಕ್ತಿಮತ್ತು ಕೇವಲ ಉಚಿತ ಶಕ್ತಿ(ಇದು ಗಿಬ್ಸ್ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯನ್ನು ಹೆಲ್ಮ್‌ಹೋಲ್ಟ್ಜ್ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಲು ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು):

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಭವಗಳು ಮತ್ತು ಗರಿಷ್ಠ ಕೆಲಸ

ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿದೆ ಪೂರ್ಣ ಶಕ್ತಿವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ನ ಎರಡನೇ ನಿಯಮವು ಎಲ್ಲಾ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕೆಲಸವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದನ್ನು ನಿಷೇಧಿಸುತ್ತದೆ.

ಗರಿಷ್ಠ ಎಂದು ತೋರಿಸಬಹುದು ಪೂರ್ಣವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಪಡೆಯಬಹುದಾದ ಕೆಲಸ (ಪರಿಸರ ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯ ದೇಹಗಳ ಮೇಲೆ). ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಲ್ಮ್‌ಹೋಲ್ಟ್ಜ್ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯ ಇಳಿಕೆಗೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ:

ಹೆಲ್ಮ್‌ಹೋಲ್ಟ್ಜ್ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿ ಎಲ್ಲಿದೆ.

ಈ ಅರ್ಥದಲ್ಲಿ ಇದು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ ಉಚಿತಕೆಲಸವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿ. ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಉಳಿದ ಭಾಗವನ್ನು ಕರೆಯಬಹುದು ಸಂಬಂಧಿಸಿದ.

ಕೆಲವು ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ ಪೂರ್ಣಮತ್ತು ಉಪಯುಕ್ತಕೆಲಸ. ಎರಡನೆಯದು ಬಾಹ್ಯ ದೇಹಗಳ ಮೇಲೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಕೆಲಸವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, ಅದು ಮುಳುಗಿರುವ ಪರಿಸರವನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ. ಗರಿಷ್ಠ ಉಪಯುಕ್ತವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಕೆಲಸವು ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ

ಗಿಬ್ಸ್ ಶಕ್ತಿ ಎಲ್ಲಿದೆ.

ಈ ಅರ್ಥದಲ್ಲಿ, ಗಿಬ್ಸ್ ಶಕ್ತಿ ಕೂಡ ಉಚಿತ.

ರಾಜ್ಯದ ಅಂಗೀಕೃತ ಸಮೀಕರಣ

ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ರೂಪದಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟಪಡಿಸುವುದು ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಸೂಚಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಅನುಗುಣವಾದ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಂಭಾವ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು:

• ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಗಾಗಿ

• ಎಂಥಾಲ್ಪಿಗಾಗಿ

• ಹೆಲ್ಮ್ಹೋಲ್ಟ್ಜ್ ಉಚಿತ ಶಕ್ತಿಗಾಗಿ

• ಗಿಬ್ಸ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕಾಗಿ

ಈ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಗಳನ್ನು ಗಣಿತೀಯವಾಗಿ ಎರಡು ಅನುಗುಣವಾದ ಸ್ವತಂತ್ರ ಅಸ್ಥಿರಗಳ ಕಾರ್ಯಗಳ ಸಂಪೂರ್ಣ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಭವಗಳನ್ನು ಕಾರ್ಯಗಳಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸುವುದು ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿದೆ:

ಈ ನಾಲ್ಕು ಅವಲಂಬನೆಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವುದನ್ನಾದರೂ ನಿರ್ದಿಷ್ಟಪಡಿಸುವುದು - ಅಂದರೆ, ಕಾರ್ಯಗಳ ಪ್ರಕಾರವನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟಪಡಿಸುವುದು , , - ಸಿಸ್ಟಮ್ನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಎಲ್ಲಾ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು ನಿಮಗೆ ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಮತ್ತು ಪರಿಮಾಣದ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ ನಮಗೆ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡಿದರೆ, ಉಳಿದ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದ ಪಡೆಯಬಹುದು:

ಇಲ್ಲಿ ಸೂಚ್ಯಂಕಗಳು ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವ ಎರಡನೇ ವೇರಿಯಬಲ್‌ನ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಅರ್ಥೈಸುತ್ತವೆ. ನಾವು ಅದನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿದರೆ ಈ ಸಮಾನತೆಗಳು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗುತ್ತವೆ.

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ಅನುಗುಣವಾದ ಅಸ್ಥಿರಗಳ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ ಹೊಂದಿಸುವುದು, ಮೇಲೆ ಬರೆದಂತೆ, ರಾಜ್ಯದ ಅಂಗೀಕೃತ ಸಮೀಕರಣವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು. ರಾಜ್ಯದ ಇತರ ಸಮೀಕರಣಗಳಂತೆ, ಇದು ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಮತೋಲನದ ಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಮಾನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಸಮತೋಲನ ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಈ ಅವಲಂಬನೆಗಳು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ.

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ಗಳ ವಿಧಾನ. ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್ ಅವರ ಸಂಬಂಧಗಳು

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್‌ಗಳ ವಿಧಾನವು ಮೂಲಭೂತ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಅಸ್ಥಿರಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಗಳನ್ನು ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆ ಮೂಲಕ ಶಾಖ, ಎಂಟ್ರೊಪಿ, ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಅಳತೆಯ ಪ್ರಮಾಣಗಳ ಮೂಲಕ "ಕಠಿಣವಾಗಿ ಗಮನಿಸಬೇಕಾದ" ಪ್ರಮಾಣಗಳನ್ನು ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸುತ್ತದೆ - ತಾಪಮಾನ, ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಪರಿಮಾಣ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು.

ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಒಟ್ಟು ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಮತ್ತೊಮ್ಮೆ ಪರಿಗಣಿಸೋಣ:

ಮಿಶ್ರ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದ್ದರೆ ಮತ್ತು ನಿರಂತರವಾಗಿದ್ದರೆ, ಅವು ವಿಭಿನ್ನತೆಯ ಕ್ರಮವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ತಿಳಿದಿದೆ, ಅಂದರೆ

ಆದರೆ, ಆದ್ದರಿಂದ

ಇತರ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ನಾವು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ:

ಈ ಸಂಬಂಧಗಳನ್ನು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್ ಅವರ ಸಂಬಂಧಗಳು. ಮಿಶ್ರ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಸ್ಥಗಿತದ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಅವರು ತೃಪ್ತರಾಗಿಲ್ಲ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿ, ಇದು 1 ನೇ ಮತ್ತು 2 ನೇ ಕ್ರಮದ ಹಂತದ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ.

ವೇರಿಯಬಲ್ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಕಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು. ದೊಡ್ಡ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಂಭಾವ್ಯ

ಒಂದು ಘಟಕದ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಭವವನ್ನು () ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಈ ಘಟಕದ ಅಪರಿಮಿತ ಮೋಲಾರ್ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಸೇರಿಸಲು ವ್ಯಯಿಸಬೇಕಾದ ಶಕ್ತಿ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ. ನಂತರ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ಗಳ ಭೇದಾತ್ಮಕತೆಯ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಗಳನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಬರೆಯಬಹುದು:

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್‌ಗಳು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿನ ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಸಂಯೋಜಕ ಕಾರ್ಯಗಳಾಗಿರಬೇಕು, ರಾಜ್ಯದ ಅಂಗೀಕೃತ ಸಮೀಕರಣಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನ ರೂಪವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ (ಎಸ್ ಮತ್ತು ವಿ ಸಂಯೋಜಕ ಪ್ರಮಾಣಗಳಾಗಿವೆ, ಆದರೆ ಟಿ ಮತ್ತು ಪಿ ಅಲ್ಲ):

ಮತ್ತು, ರಿಂದ , ಕೊನೆಯ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯಿಂದ ಅದು ಅನುಸರಿಸುತ್ತದೆ

ಅಂದರೆ, ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಭವವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಗಿಬ್ಸ್ ವಿಭವವಾಗಿದೆ (ಪ್ರತಿ ಕಣಕ್ಕೆ).

ಒಂದು ದೊಡ್ಡ ಅಂಗೀಕೃತ ಸಮೂಹಕ್ಕಾಗಿ (ಅಂದರೆ, ವೇರಿಯಬಲ್ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಕಣಗಳು ಮತ್ತು ಸಮತೋಲನ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಅಂಕಿಅಂಶಗಳ ಸಮೂಹಕ್ಕಾಗಿ), ದೊಡ್ಡ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಭವವನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಬಹುದು, ಉಚಿತ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಭವಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ:

ಬೌಂಡ್ ಎನರ್ಜಿ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಇದು ಸ್ಥಿರಾಂಕಗಳೊಂದಿಗೆ ನೀಡಲಾದ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗೆ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಂಭಾವ್ಯವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಪರಿಶೀಲಿಸುವುದು ಸುಲಭ.

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ಸ್, ಪೈಕ್, ಪು.36

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಭವಗಳು, ಪೈಕ್, ಪು.36

ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ, ಈ ಸಂಬಂಧವು ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಎಂದಿಗೂ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂಬ ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಸೂತ್ರೀಕರಣಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಈ ತೀರ್ಮಾನವನ್ನು ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ ವಿಜೇತ I. R. ಪ್ರಿಗೋಜಿನ್ ಅವರು ತೆರೆದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಎಂಬ ತತ್ವವನ್ನೂ ಮುಂದಿಟ್ಟರು ಅಸಮತೋಲನವು ಆದೇಶದ ಮೂಲವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.

ಮೂರನೇ ಆರಂಭಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಸಂಪೂರ್ಣ ಶೂನ್ಯದ ಸಮೀಪವಿರುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್‌ನ ಮೂರನೇ ನಿಯಮಕ್ಕೆ ಅನುಸಾರವಾಗಿ, ಇದು ಎಂಟ್ರೊಪಿಯ ಮೂಲವನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಯಾವುದೇ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಅದನ್ನು ಸರಿಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ನಲ್ಲಿ ಟಿ 0 ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆಯ ಗುಣಾಂಕ, ಯಾವುದೇ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಶಾಖ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ, ಶೂನ್ಯಕ್ಕೆ ಹೋಗುತ್ತದೆ. ಸಂಪೂರ್ಣ ಶೂನ್ಯ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ಎಂಟ್ರೊಪಿಯಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಯಿಲ್ಲದೆ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ತೀರ್ಮಾನಿಸಲು ಇದು ನಮಗೆ ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಹೇಳಿಕೆಯನ್ನು ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ ವಿಜೇತ V. G. ನೆರ್ನ್ಸ್ಟ್ ಪ್ರಮೇಯ ಅಥವಾ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ನ ಮೂರನೇ ನಿಯಮ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್‌ನ ಮೂರನೇ ನಿಯಮವು ಹೇಳುತ್ತದೆ :

ಸಂಪೂರ್ಣ ಶೂನ್ಯವು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಸಾಧಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ಯಾವಾಗ ಟಿ = 0 ಮತ್ತು ಎಸ್ = 0.

ಶೂನ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾದ ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ದೇಹವು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದ್ದರೆ, ಎರಡನೆಯ ರೀತಿಯ ಶಾಶ್ವತ ಚಲನೆಯ ಯಂತ್ರವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ನ ಎರಡನೇ ನಿಯಮವನ್ನು ವಿರೋಧಿಸುತ್ತದೆ.

ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳಿಗಾಗಿ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್‌ನ ಮೂರನೇ ನಿಯಮದ ಮಾರ್ಪಾಡು ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಮತೋಲನವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿಈ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ ಪುರಸ್ಕೃತ ಎಂ. ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ ಅವರು ರೂಪಿಸಿದ್ದಾರೆ.

ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ ಅವರ ನಿಲುವು : ಸಂಪೂರ್ಣ ಶೂನ್ಯ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಸ್ 0 , ಒತ್ತಡ, ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆಯ ಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು ವಸ್ತುವಿನ ಇತರ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದ ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ಈ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಶೂನ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿ ಹೊಂದಿಸಬಹುದು, ಅಥವಾಎಸ್ 0 = 0.

ಸಂಖ್ಯಾಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಸಿದ್ಧಾಂತಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ, ಎಂಟ್ರೊಪಿಯ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೀಗೆ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಸ್ = ln, ಅಲ್ಲಿ  - ಬೋಲ್ಟ್ಜ್ಮನ್ ಸ್ಥಿರ,  - ಸಂಖ್ಯಾಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ತೂಕ, ಅಥವಾ ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಟೇಟ್‌ಗಳ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಂಭವನೀಯತೆ. ಇದನ್ನು -ಸಂಭಾವ್ಯ ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಸಂಖ್ಯಾಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ತೂಕದಿಂದ ನಾವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಟೇಟ್ ಅನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳುವ ಸಹಾಯದಿಂದ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಟೇಟ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಅರ್ಥೈಸುತ್ತೇವೆ. ನಲ್ಲಿ ಆದರ್ಶ ಸ್ಫಟಿಕದ ಎಂಟ್ರೋಪಿ ಟಿ = 0 ಕೆ, ಒದಗಿಸಲಾಗಿದೆ  = 1, ಅಥವಾ ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಟೇಟ್ ಅನ್ನು ಒಂದೇ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಟೇಟ್ ಮೂಲಕ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದಾದ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಶೂನ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಎಲ್ಲಾ ಇತರ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ಸಂಪೂರ್ಣ ಶೂನ್ಯದಲ್ಲಿ ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಮೌಲ್ಯವು ಶೂನ್ಯಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರಬೇಕು.

3.3. ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಭವಗಳು

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್‌ಗಳು ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್‌ಗಳ ಕೆಲವು ಸೆಟ್‌ಗಳ ಕಾರ್ಯಗಳಾಗಿವೆ, ಇದು ಒಂದೇ ನಿಯತಾಂಕಗಳ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನ ಎಲ್ಲಾ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ..

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ಗಳು ಸಿಸ್ಟಮ್ನ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ವಿಭಿನ್ನತೆ ಮತ್ತು ಏಕೀಕರಣದಿಂದ ಸಿಸ್ಟಮ್ನ ಯಾವುದೇ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು.

ಮುಖ್ಯ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಭವಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ .

1. ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಯು, ಇದು ಸ್ವತಂತ್ರ ಅಸ್ಥಿರಗಳ ಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ:

ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಎಸ್,

ಪರಿಮಾಣ ವಿ,

ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಎನ್,

ಸಾಮಾನ್ಯೀಕರಿಸಿದ ನಿರ್ದೇಶಾಂಕಗಳು X i

ಅಥವಾ ಯು = ಯು(ಎಸ್, ವಿ, N,x i).

2. ಹೆಲ್ಮ್ಹೋಲ್ಟ್ಜ್ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿ ಎಫ್ ತಾಪಮಾನದ ಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ ಟಿ, ಪರಿಮಾಣ ವಿ, ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಎನ್, ಸಾಮಾನ್ಯೀಕರಿಸಿದ ನಿರ್ದೇಶಾಂಕಗಳು X i ಆದ್ದರಿಂದ ಎಫ್ = ಎಫ್(ಟಿ, ವಿ, ಎನ್, X ಟಿ).

3. ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಗಿಬ್ಸ್ ಸಂಭಾವ್ಯ ಜಿ = ಜಿ(ಟಿ, ಪ, ಎನ್, X i).

4. ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಎಚ್ =ಎಚ್(ಎಸ್, ಪಿ, ಎನ್, X i).

5. ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಂಭಾವ್ಯತೆ , ಇದಕ್ಕಾಗಿ ಸ್ವತಂತ್ರ ಅಸ್ಥಿರಗಳು ತಾಪಮಾನ ಟಿ,ಪರಿಮಾಣ ವಿ, ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಭಾವ್ಯ X,  =  (ಟಿ, ವಿ, ಎನ್, X i).

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಭವಗಳ ನಡುವೆ ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಸಂಬಂಧಗಳಿವೆ:

ಯು = ಎಫ್ + ಟಿ.ಎಸ್. = ಎಚ್ – ಪಿ.ವಿ,

ಎಫ್ = ಯು – ಟಿ.ಎಸ್. = ಎಚ್ – ಟಿ.ಎಸ್. – ಪಿ.ವಿ,

ಎಚ್ = ಯು + ಪಿ.ವಿ = ಎಫ್ + ಟಿ.ಎಸ್. + ಪಿ.ವಿ,

ಜಿ = ಯು – ಟಿ.ಎಸ್. + ಪಿ.ವಿ = ಎಫ್ + ಪಿ.ವಿ = ಎಚ್ – ಟಿ.ಎಸ್.,

 = ಯು – ಟಿ.ಎಸ್. – ವಿ = ಎಫ್ – ಎನ್ = ಎಚ್ – ಟಿ.ಎಸ್. – ಎನ್, (3.12)

ಯು = ಜಿ + ಟಿ.ಎಸ್. – ಪಿ.ವಿ =  + ಟಿ.ಎಸ್. + ಎನ್,

ಎಫ್ = ಜಿ – ಪಿ.ವಿ =  + ಎನ್,

ಎಚ್ = ಜಿ + ಟಿ.ಎಸ್. =  + ಟಿ.ಎಸ್. + ಎನ್,

ಜಿ =  + ಪಿ.ವಿ + ಎನ್,

 = ಜಿ – ಪಿ.ವಿ – ಎನ್.

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವವು ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ನ ಮೊದಲ ಮತ್ತು ಎರಡನೆಯ ನಿಯಮಗಳ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ ಯು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಮಾತ್ರ ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯು ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ನಿಯತಾಂಕಗಳ ಸಂಪೂರ್ಣ ಸೆಟ್ ಅನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಈ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಭೇದಾತ್ಮಕ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಬರೆಯೋಣ

dU = TdS– ಪಿಡಿವಿ– X i dx i + dN,

ಟಿ = ( ಯು/ ಎಸ್) ವಿ, ಎನ್, ಎಕ್ಸ್= const,

ಪ = –( ಯು/ ವಿ) ಎಸ್, ಎನ್, ಎಕ್ಸ್= const,

 = ( ಯು/ ಎನ್) ಎಸ್, ಎನ್, ಎಕ್ಸ್= const.

ಹಾಗೆಯೇ ನಾವೂ ಬರೆಯಬಹುದು

dF = – SDT–ಪಿಡಿವಿ – X ಟಿ dx ಟಿ + dN,

dH= TdS+VdP– X ಟಿ dx ಟಿ + dN,

dG= – SdT+VdP – X i dx i + dN,

ಡಿ = – SDT–ಪಿಡಿವಿ – X ಟಿ dx ಟಿ – ಎನ್ಡಿಎನ್,

ಎಸ್ = – ( ಎಫ್/ ಟಿ) ವಿ ; ಪ = –( ಎಫ್/ ವಿ) ಟಿ ; ಟಿ = ( ಯು/ ಎಸ್) ವಿ ; ವಿ = ( ಯು/ ಪ) ಟಿ ;

ಎಸ್ = – ( ಜಿ/ ಟಿ) ಪ ; ವಿ = ( ಜಿ/ ಪ) ಎಸ್ ; ಟಿ = ( ಎಚ್/ ಎಸ್;); ಪ = – ( ಯು/ ವಿ) ಎಸ್

ಎಸ್ = – ( ಎಫ್/ ಟಿ); ಎನ್ = – ( ಎಫ್/);  = ( ಎಫ್/ ಎನ್); X = – ( ಯು/ X).

ಈ ಸಮೀಕರಣಗಳು ಸಮತೋಲನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ನಡೆಯುತ್ತವೆ. ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಐಸೊಬಾರಿಕ್-ಐಸೋಥರ್ಮಲ್ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಗೆ ಗಮನ ಕೊಡೋಣ ಜಿ, ಎಂದು ಕರೆದರು ಗಿಬ್ಸ್ ಉಚಿತ ಶಕ್ತಿ,

ಜಿ = ಯು – ಟಿ.ಎಸ್. + ಪಿ.ವಿ = ಎಚ್ –ಟಿ.ಎಸ್., (3.13)

ಮತ್ತು ಐಸೊಕೊರಿಕ್-ಐಸೋಥರ್ಮಲ್ ಸಂಭಾವ್ಯ

ಎಫ್ = ಯು – ಟಿ.ಎಸ್. (3.14)

ಇದನ್ನು ಹೆಲ್ಮ್‌ಹೋಲ್ಟ್ಜ್ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

IN ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳುಸ್ಥಿರ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ,

G =  ಯು – ಟಿಎಸ್ + ಪವಿ = ಎನ್, (3.15)

ಅಲ್ಲಿ  - ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ.

ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಕೆಲವು ಘಟಕಗಳ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಭವದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ i ಉಳಿದ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಅಸ್ಥಿರಗಳ ಸ್ಥಿರ ಮೌಲ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಈ ಘಟಕದ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ನಾವು ಯಾವುದೇ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಭವಗಳ ಭಾಗಶಃ ಉತ್ಪನ್ನವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತೇವೆ.

ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಭವವನ್ನು ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ಒಂದು ಕಣವನ್ನು ಸೇರಿಸಿದಾಗ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವ ಪ್ರಮಾಣ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಬಹುದು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ,

 i = ( ಯು/ ಎನ್) ಎಸ್ , ವಿ= ವೆಚ್ಚ , ಅಥವಾ ಜಿ =  i ಎನ್ i .

ಕೊನೆಯ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ಅದು ಅನುಸರಿಸುತ್ತದೆ  = ಜಿ/ ಎನ್ i , ಅದು  ಪ್ರತಿ ಕಣಕ್ಕೆ ಗಿಬ್ಸ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು J/mol ನಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಒಮೆಗಾ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯನ್ನು ದೊಡ್ಡ ಅಂಕಿಅಂಶಗಳ ಮೊತ್ತದಲ್ಲಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ Zಹೇಗೆ

 = – ಟಿln Z, (3.16)

ಎಲ್ಲಿ [ಒಟ್ಟು ಮುಗಿದಿದೆ ಎನ್ಮತ್ತು ಕೆ(ಎನ್)]:

Z=   exp[( ಎನ್ – ಇ ಕೆ (ಎನ್))/ಟಿ].

ಘಟಕಗಳು n i, ರಾಸಾಯನಿಕ. ಘಟಕಗಳ ವಿಭವಗಳು m, ಇತ್ಯಾದಿ) ಅಧ್ಯಾಯದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗಿದೆ. ಅರ್. ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ವಿವರಿಸಲು. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಭವವು ರಾಜ್ಯದ ನಿಯತಾಂಕಗಳ ಗುಂಪಿಗೆ ಅನುರೂಪವಾಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅಸ್ಥಿರ.

ಪ್ರಮುಖ ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಭವಗಳು: ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಯು (ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅಸ್ಥಿರಗಳು S, V, n i); ಎಂಥಾಲ್ಪಿ Н= U - (- pV) (ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅಸ್ಥಿರಗಳು S, p, n i); ಹೆಲ್ಮ್ಹೋಲ್ಟ್ಜ್ ಶಕ್ತಿ (ಹೆಲ್ಮ್ಹೋಲ್ಟ್ಜ್ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿ, ಹೆಲ್ಮ್ಹೋಲ್ಟ್ಜ್ ಕಾರ್ಯ) F = = U - TS (ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅಸ್ಥಿರ V, T, n i); ಗಿಬ್ಸ್ ಶಕ್ತಿ (ಉಚಿತ ಗಿಬ್ಸ್ ಶಕ್ತಿ, ಗಿಬ್ಸ್ ಕಾರ್ಯ) G=U - - TS - (- pV) (ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅಸ್ಥಿರಗಳು p, T, n i); ದೊಡ್ಡ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಂಭಾವ್ಯ (ನೈಸರ್ಗಿಕವೇರಿಯೇಬಲ್ ಅಸ್ಥಿರ V, T, m i).

ಟಿ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯ ಎಫ್-ಲಾಯ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು

ಅಲ್ಲಿ L k ಎನ್ನುವುದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಿಂದ ಸ್ವತಂತ್ರವಾದ ತೀವ್ರವಾದ ನಿಯತಾಂಕಗಳಾಗಿವೆ (ಇವುಗಳು T, p, m i), X k ಎನ್ನುವುದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗೆ (V, S, n i) ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ನಿಯತಾಂಕಗಳಾಗಿವೆ. ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿ U ಗಾಗಿ ಸೂಚ್ಯಂಕ l = 0, H ಮತ್ತು F ಗೆ 1, G ಮತ್ತು W ಗಾಗಿ 2. ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ಗಳು ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ನ ಸ್ಥಿತಿಯ ಕಾರ್ಯಗಳಾಗಿವೆ, ಅಂದರೆ. ಎರಡು ರಾಜ್ಯಗಳ ನಡುವಿನ ಯಾವುದೇ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅವರ ಬದಲಾವಣೆಯು ಆರಂಭಿಕ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಿತಿಗಳಿಂದ ಮಾತ್ರ ನಿರ್ಧರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಹಾದಿಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ಗಳ ಸಂಪೂರ್ಣ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ರೂಪವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ:

ಹಂತ (2) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಮೂಲಭೂತ ಗಿಬ್ಸ್ ಸಮೀಕರಣ. ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ. ಎಲ್ಲಾ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಭವಗಳು ಶಕ್ತಿಯ ಆಯಾಮವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಮತೋಲನ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು. ಅನುಗುಣವಾದ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅಸ್ಥಿರಗಳ ಸ್ಥಿರತೆಯಲ್ಲಿ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಭವಗಳ ಒಟ್ಟು ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳ ಶೂನ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮಾನತೆಯಾಗಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ:

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಅಸಮಾನತೆಗಳಿಂದ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ:

ಸ್ಥಿರವಾದ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅಸ್ಥಿರಗಳಲ್ಲಿ ಸಮತೋಲನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಭವಗಳಲ್ಲಿನ ಇಳಿಕೆಯು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ A ಯ ಗರಿಷ್ಠ ಉಪಯುಕ್ತ ಕೆಲಸಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ:

ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಬಾಹ್ಯವನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ ಸಿಸ್ಟಂನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಯಾವುದೇ ಸಾಮಾನ್ಯೀಕರಿಸಿದ ಶಕ್ತಿಯ ವಿರುದ್ಧ ಎ ಕೆಲಸವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಒತ್ತಡ (ಗರಿಷ್ಠ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕೆಲಸವನ್ನು ನೋಡಿ).

ಟಿ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ಗಳು, ಅವುಗಳ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅಸ್ಥಿರಗಳ ಕಾರ್ಯಗಳಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ವಿಶಿಷ್ಟ ಕಾರ್ಯಗಳಾಗಿವೆ. ಇದರರ್ಥ ಯಾವುದೇ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್. ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು (ಸಂಕುಚಿತತೆ, ಶಾಖ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ, ಇತ್ಯಾದಿ) m.b. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಂಭಾವ್ಯತೆ, ಅದರ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅಸ್ಥಿರಗಳು ಮತ್ತು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅಸ್ಥಿರಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ವಿಭಿನ್ನ ಆದೇಶಗಳ ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಭವಗಳ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಸಂಬಂಧದಿಂದ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಭವಗಳ ಸಹಾಯದಿಂದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯ ಸಮೀಕರಣಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ.

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ಗಳ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಪ್ರಮುಖ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ನೈಸರ್ಗಿಕ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಅಸ್ಥಿರಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಮೊದಲ ಭಾಗಶಃ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ತೀವ್ರ ಅಸ್ಥಿರಗಳಿಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ:

[ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ: (9 Y l /9 X i) = L i ]. ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ನೈಸರ್ಗಿಕ ತೀವ್ರ ಅಸ್ಥಿರಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಅಸ್ಥಿರಗಳಿಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ:

[ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ: (9 Y l /9 L i) = X i ]. ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅಸ್ಥಿರಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಎರಡನೇ ಭಾಗಶಃ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ತುಪ್ಪಳವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತವೆ. ಮತ್ತು ಟರ್ಮ್-ಮಿಚ್. ಸಿಸ್ಟಮ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ:

ಏಕೆಂದರೆ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್‌ಗಳ ವಿಭಿನ್ನತೆಗಳು ಪೂರ್ಣಗೊಂಡಿವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್‌ಗಳ ಕ್ರಾಸ್ ಸೆಕೆಂಡ್ ಭಾಗಶಃ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತವೆ. G(T, p, n i) ಗಾಗಿ:

ಈ ರೀತಿಯ ಸಂಬಂಧಗಳನ್ನು ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್ ಸಂಬಂಧಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಟಿ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್‌ಗಳನ್ನು ನೈಸರ್ಗಿಕವಾದವುಗಳನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ ವೇರಿಯಬಲ್‌ಗಳ ಕಾರ್ಯಗಳಾಗಿ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ. G(T, V, n i), ಆದಾಗ್ಯೂ ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್‌ಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಾಗಿವೆ. ಕಾರ್ಯಗಳು ಕಳೆದುಹೋಗುತ್ತವೆ. ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಭವಗಳ ಜೊತೆಗೆ, ಗುಣಲಕ್ಷಣ ಕಾರ್ಯಗಳು ಎಂಟ್ರೊಪಿ S (ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅಸ್ಥಿರಗಳು U, V, n i), ಮಾಸಿಯರ್ ಫಂಕ್ಷನ್ F 1= (ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅಸ್ಥಿರಗಳು 1/T, V, n i), ಕಾರ್ಯಹಲಗೆ (ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅಸ್ಥಿರಗಳು 1/T, p/T, n i).

ಟಿ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಭವಗಳು ಗಿಬ್ಸ್-ಹೆಲ್ಮ್ಹೋಲ್ಟ್ಜ್ ಸಮೀಕರಣಗಳಿಂದ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧ ಹೊಂದಿವೆ. ಉದಾ: ಎಚ್ ಮತ್ತು ಜಿ

ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ:

ಟಿ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್‌ಗಳು ಅವುಗಳ ನೈಸರ್ಗಿಕ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಅಸ್ಥಿರಗಳ ಮೊದಲ ಹಂತದ ಏಕರೂಪದ ಕಾರ್ಯಗಳಾಗಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಎಂಟ್ರೊಪಿ S ಅಥವಾ ಮೋಲ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ n i ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ, ಎಂಥಾಲ್ಪಿ H ಪ್ರಮಾಣಾನುಗುಣವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಯೂಲರ್‌ನ ಪ್ರಮೇಯದ ಪ್ರಕಾರ, ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್‌ಗಳ ಏಕರೂಪತೆಯು ಈ ರೀತಿಯ ಸಂಬಂಧಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ:

ಕೆಮ್ ನಲ್ಲಿ. ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್, ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗೆ ದಾಖಲಾದ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಸಿಯಲ್‌ಗಳ ಜೊತೆಗೆ, ಸರಾಸರಿ ಮೋಲಾರ್ (ನಿರ್ದಿಷ್ಟ) ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ,

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿನ ಎಲ್ಲಾ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳು ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್‌ಗಳು ಎಂಬ ಸ್ಥಿತಿಯ ಕಾರ್ಯಗಳ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿವೆ. ಸ್ವತಂತ್ರ ನಿಯತಾಂಕಗಳ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸೆಟ್ ತನ್ನದೇ ಆದ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಯಾವುದೇ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ವಿಭವಗಳಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಸಂಕೋಚನದಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಕೆಲಸವನ್ನು ಅಥವಾ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಸ್ವೀಕರಿಸಿದ ಶಾಖವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ.

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್‌ಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸುವಾಗ, ನಾವು ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತೇವೆ (103.22), ಅದನ್ನು ರೂಪದಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸುತ್ತೇವೆ

ಸಮಾನ ಚಿಹ್ನೆಯು ಹಿಂತಿರುಗಿಸಬಹುದಾದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಅಸಮಾನತೆಯ ಚಿಹ್ನೆಯು ಹಿಂತಿರುಗಿಸಲಾಗದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ಗಳು ರಾಜ್ಯದ ಕಾರ್ಯಗಳಾಗಿವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಯಾವುದೇ ವಿಭವಗಳ ಹೆಚ್ಚಳವು ಅದನ್ನು ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸುವ ಕಾರ್ಯದ ಒಟ್ಟು ವ್ಯತ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಸ್ಥಿರ ಮತ್ತು y ನ ಕಾರ್ಯದ ಒಟ್ಟು ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ

ಆದ್ದರಿಂದ, ರೂಪಾಂತರಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ನಾವು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮೌಲ್ಯದ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕಾಗಿ ರೂಪದ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸುತ್ತೇವೆ

ಈ ಪ್ರಮಾಣವು ನಿಯತಾಂಕಗಳ ಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ ಎಂದು ವಾದಿಸಬಹುದು, ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಗಳು ಕ್ರಿಯೆಯ ಭಾಗಶಃ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಾಗಿವೆ

ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿ. ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ನಾವು ಈಗಾಗಲೇ ಬಹಳ ಪರಿಚಿತರಾಗಿದ್ದೇವೆ. ಇದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿದೆ. ರಿವರ್ಸಿಬಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಾಗಿ ಮೊದಲ ಕಾನೂನಿನ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು

(109.4)

(109.2) ನೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಕೆಯು ಸಂಭಾವ್ಯ V ಗಾಗಿ ನೈಸರ್ಗಿಕ ವೇರಿಯಬಲ್‌ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ S ಮತ್ತು V ವೇರಿಯೇಬಲ್‌ಗಳಾಗಿವೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ (109.3) ಇದು ಅನುಸರಿಸುತ್ತದೆ

ಸಂಬಂಧದಿಂದ ಅದು ಅನುಸರಿಸುತ್ತದೆ, ದೇಹವು ಬಾಹ್ಯ ಪರಿಸರದೊಂದಿಗೆ ಶಾಖವನ್ನು ವಿನಿಮಯ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳದಿದ್ದರೆ, ಅದು ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಕೆಲಸವು ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ

ಅಥವಾ ಸಮಗ್ರ ರೂಪದಲ್ಲಿ:

ಹೀಗಾಗಿ, ಬಾಹ್ಯ ಪರಿಸರದೊಂದಿಗೆ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯದ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಕೆಲಸವು ದೇಹದ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಸ್ಥಿರ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ

ಆದ್ದರಿಂದ, - ಸ್ಥಿರ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ಶಾಖದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ

(109.8)

ಉಚಿತ ಶಕ್ತಿ. (109.4) ಪ್ರಕಾರ, ರಿವರ್ಸಿಬಲ್ ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಶಾಖದಿಂದ ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸವನ್ನು ರೂಪದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು

ಸ್ಥಿತಿ ಕಾರ್ಯ

(109.10)

ದೇಹದ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಸೂತ್ರಗಳ (109.9) ಮತ್ತು (109.10) ಅನುಸಾರವಾಗಿ, ರಿವರ್ಸಿಬಲ್ ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಕೆಲಸವು ದೇಹದ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯ ಇಳಿಕೆಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ:

ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯು ಅಡಿಯಾಬಾಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಂತೆಯೇ ಅದೇ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸೂತ್ರದೊಂದಿಗೆ (109.6) ಹೋಲಿಕೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಸೂತ್ರವು (109.6) ಹಿಂತಿರುಗಿಸಬಹುದಾದ ಮತ್ತು ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಮಾನ್ಯವಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿ. ಫಾರ್ಮುಲಾ (109.12) ರಿವರ್ಸಿಬಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಮಾನ್ಯವಾಗಿದೆ. ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ (ನೋಡಿ). ಈ ಅಸಮಾನತೆಯನ್ನು ಸಂಬಂಧದಲ್ಲಿ ಬದಲಿಸುವುದರಿಂದ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗದ ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಅದನ್ನು ಪಡೆಯುವುದು ಸುಲಭ

ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಉಚಿತ ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟವು ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಕೆಲಸದ ಮೇಲಿನ ಮಿತಿಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ.

ಕಾರ್ಯದ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳೋಣ (109.10). ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಂಡು (109.4) ನಾವು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ:

(109.2) ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ನಾವು ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅಸ್ಥಿರಗಳು T ಮತ್ತು V. (109.3) ಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಎಂದು ತೀರ್ಮಾನಿಸುತ್ತೇವೆ.

ನಾವು ಬದಲಾಯಿಸೋಣ: (109.1) dQ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಸಂಬಂಧವನ್ನು (- ಸಮಯ) ಮೂಲಕ ಭಾಗಿಸಿ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ನಾವು ಅದನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ

ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಪರಿಮಾಣವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿದ್ದರೆ, ಸಂಬಂಧವನ್ನು (109.16) ರೂಪಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು

ಈ ಸೂತ್ರದಿಂದ ಸ್ಥಿರ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ದೇಹದ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಇಳಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಇರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಅನುಸರಿಸುತ್ತದೆ. ಒಮ್ಮೆ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ತಲುಪಿದಾಗ, F ಸಮಯದೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾಗುವುದನ್ನು ನಿಲ್ಲಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ; ಸ್ಥಿರವಾದ T ಮತ್ತು V ಯಲ್ಲಿ, ಸಮತೋಲನ ಸ್ಥಿತಿಯು ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯು ಕಡಿಮೆ ಇರುವ ಸ್ಥಿತಿಯಾಗಿದೆ.

ಎಂಥಾಲ್ಪಿ. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು "ನಿರಂತರ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸಿದಲ್ಲಿ, ದೇಹದಿಂದ ಪಡೆದ ಶಾಖದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು:

ಸ್ಥಿತಿ ಕಾರ್ಯ

ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಅಥವಾ ಹೀಟ್ ಫಂಕ್ಷನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

(109.18) ಮತ್ತು (109.19) ನಿಂದ ಐಸೊಬಾಥಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ದೇಹವು ಸ್ವೀಕರಿಸಿದ ಶಾಖದ ಪ್ರಮಾಣವು ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ

ಅಥವಾ ಅವಿಭಾಜ್ಯ ರೂಪದಲ್ಲಿ

ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಒತ್ತಡವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಉಳಿದಿರುವ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ದೇಹವು ಸ್ವೀಕರಿಸಿದ ಶಾಖದ ಪ್ರಮಾಣವು ಎಂಥಾಲ್ಪಿಯ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸ (109.19) ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಂಡು (109.4) ನೀಡುತ್ತದೆ

ಇಲ್ಲಿಂದ ನಾವು ತೀರ್ಮಾನಿಸುತ್ತೇವೆ. ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಎಂಬುದು ಅಸ್ಥಿರಗಳಲ್ಲಿನ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವಿಭವವಾಗಿದೆ ಇದರ ಭಾಗಶಃ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ

ಒಂದು ಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಬದಲಾವಣೆಯು ಸ್ವೀಕರಿಸಿದ ಅಥವಾ ನೀಡಿದ ಶಾಖದ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರುವ ಭೌತಿಕ ಪ್ರಮಾಣವು ಈ ಪರಿವರ್ತನೆಯು ಸಂಭವಿಸಿದ ತಾಪಮಾನದಿಂದ ಭಾಗಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಅಪರಿಮಿತ ಬದಲಾವಣೆಗಾಗಿ:

ಒಂದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಒಂದು ರಾಜ್ಯದಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾದಾಗ, ಎಂಟ್ರೊಪಿಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ನ ಮೊದಲ ನಿಯಮವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ನಾವು ಪಡೆಯಬಹುದು

dS=dQ/T=C V dT/T+RdV/V, ಮತ್ತು

ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ T=const, ಅಂದರೆ. T 1 =T 2:

DS=R×ln(V 2/V 1).

ಐಸೊಬಾರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ p=const, ಅಂದರೆ. V 2 /V 1 =T 2 /T 1:

DS=(C V +R)×ln(T 2 /T 1)=C p ×ln(T 2 /T 1)=C p ×ln(V 2 /V 1).

ಐಸೊಕೊರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಾಗಿ, V=const, ಅಂದರೆ. ವಿ 1 = ವಿ 2:

DS=C V ×ln(T 2 /T 1).

ಅಡಿಯಾಬಾಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ dQ=0, ಅಂದರೆ. DS=0:

S 1 =S 2 = const.

ಕಾರ್ನೋಟ್ ಚಕ್ರವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಎಂಟ್ರೊಪಿಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳು:

DS=-(Q 1 /T 1 +Q 2 /T 2).

ರಿವರ್ಸಿಬಲ್ ಕಾರ್ನೋಟ್ ಚಕ್ರವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಮುಚ್ಚಿದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ:

dS=0 ಅಥವಾ S=const.

ಸಿಸ್ಟಮ್ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗದ ಚಕ್ರಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗಿದ್ದರೆ, ನಂತರ dS>0.

ಹೀಗಾಗಿ, ಮುಚ್ಚಿದ (ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾದ) ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಎಂಟ್ರೊಪಿಯು ಅದರಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಯಾವುದೇ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ:

ಅಲ್ಲಿ ಸಮಾನ ಚಿಹ್ನೆಯು ಹಿಂತಿರುಗಿಸಬಹುದಾದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಮಾನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಸಮಾನತೆಯ ಚಿಹ್ನೆಯು ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗದವುಗಳಿಗೆ ಮಾನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ನ ಎರಡನೇ ನಿಯಮ: "ಬಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಅಂತಹ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಮಾತ್ರ ಸಾಧ್ಯ, ಇದರಲ್ಲಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ." ಅಂದರೆ

dS³0 ಅಥವಾ dS³dQ/T.

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್‌ನ ಎರಡನೇ ನಿಯಮವು ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ದಿಕ್ಕನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎಂಟ್ರೊಪಿಯ ಭೌತಿಕ ಅರ್ಥವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ: ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಶಕ್ತಿಯ ವಿಸರ್ಜನೆಯ ಅಳತೆಯಾಗಿದೆ, ಅಂದರೆ. ಕೆಲಸವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗದ ಶಕ್ತಿಯ ಭಾಗವನ್ನು ನಿರೂಪಿಸುತ್ತದೆ.

ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್‌ಗಳು ವಾಲ್ಯೂಮ್ V, ಒತ್ತಡ p, ತಾಪಮಾನ T, ಎಂಟ್ರೊಪಿ S, ಸಿಸ್ಟಮ್ N ನ ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ನಿರೂಪಿಸುವ ಇತರ ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ನಿಯತಾಂಕಗಳು x ನ ಕೆಲವು ಕಾರ್ಯಗಳಾಗಿವೆ. ಅವುಗಳೆಂದರೆ: ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿ U=U(S,V,N,x), ಎಂಥಾಲ್ಪಿ H=H(S,p,N,x); ಉಚಿತ ಶಕ್ತಿ - F=F(V,T,N,x), ಗಿಬ್ಸ್ ಶಕ್ತಿ G=G(p,T,N,x).

ಯಾವುದೇ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಿಸ್ಟಮ್ ವಿನಿಮಯ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಾಖ Q ಯ ಪ್ರಮಾಣದ ಬೀಜಗಣಿತ ಮೊತ್ತ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪರಿಸರ, ಮತ್ತು ಕೆಲಸ ಎ, ಪರಿಪೂರ್ಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಅಥವಾ ಅದರ ಮೇಲೆ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್‌ನ ಮೊದಲ ನಿಯಮವನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುತ್ತದೆ:

U ನಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯು ಆರಂಭಿಕ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಮೌಲ್ಯಗಳಿಂದ ಮಾತ್ರ ನಿರ್ಧರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ:

ಸಿಸ್ಟಮ್ ಅನ್ನು ಅದರ ಮೂಲ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಹಿಂದಿರುಗಿಸುವ ಯಾವುದೇ ಮುಚ್ಚಿದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ, ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆಯು ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ (U 1 =U 2; DU = 0; Q = A).

ಅಡಿಯಾಬಾಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆಯು (Q = 0 ನಲ್ಲಿ) ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನಲ್ಲಿ ಮಾಡಿದ ಅಥವಾ ಸಿಸ್ಟಮ್ DU = A ನಿಂದ ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಸಣ್ಣ ಅಂತರ ಅಣು ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಸರಳವಾದ ಭೌತಿಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ( ಆದರ್ಶ ಅನಿಲ) ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆಯು ಅಣುಗಳ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ:

ಇಲ್ಲಿ m ಅನಿಲ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ;

ಸಿ ವಿ - ಸ್ಥಿರ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ.

ಎಂಥಾಲ್ಪಿ (ಶಾಖದ ವಿಷಯ, ಗಿಬ್ಸ್ ಥರ್ಮಲ್ ಫಂಕ್ಷನ್) - ಎಂಟ್ರೊಪಿ S ಮತ್ತು ಒತ್ತಡ p - H(S,p,N,x) ಅನ್ನು ಮುಖ್ಯ ಸ್ವತಂತ್ರ ಅಸ್ಥಿರಗಳಾಗಿ ಆಯ್ಕೆಮಾಡುವಾಗ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಮತೋಲನದಲ್ಲಿ ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ನ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ನಿರೂಪಿಸುತ್ತದೆ.

ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಒಂದು ಸಂಯೋಜಕ ಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ (ಅಂದರೆ, ಇಡೀ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಎಂಥಾಲ್ಪಿಯು ಅದರ ಘಟಕ ಭಾಗಗಳ ಎಂಥಾಲ್ಪಿಗಳ ಮೊತ್ತಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ). ಎಂಥಾಲ್ಪಿಯು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿ U ಗೆ ಸಂಬಂಧದಿಂದ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ:

ಇಲ್ಲಿ V ಎನ್ನುವುದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪರಿಮಾಣವಾಗಿದೆ.

ಒಟ್ಟು ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯಲ್ (ಸ್ಥಿರವಾದ N ಮತ್ತು x ನೊಂದಿಗೆ) ರೂಪವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ:

ಈ ಸೂತ್ರದಿಂದ ನಾವು ತಾಪಮಾನ T ಮತ್ತು ಸಿಸ್ಟಮ್ನ ಪರಿಮಾಣ V ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಬಹುದು:

T=(dH/dS), V=(dH/dp).

ನಿರಂತರ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಶಾಖ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ

ಸ್ಥಿರ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಎಂಥಾಲ್ಪಿಯ ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಸ್ಥಿರ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗೆ ಹೋಲುತ್ತವೆ:

T=(dU/dS), p=-(dU/dV), c V =(dU/dT).

ಉಚಿತ ಶಕ್ತಿಯು ಐಸೊಕೊರಿಕ್-ಐಸೋಥರ್ಮಲ್ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಂಭಾವ್ಯ ಅಥವಾ ಹೆಲ್ಮ್‌ಹೋಲ್ಟ್ಜ್ ಶಕ್ತಿಯ ಹೆಸರುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ (U) ನ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಅದರ ಎಂಟ್ರೊಪಿ (S) ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ (T) ನ ಉತ್ಪನ್ನದ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಎಂದು ಇದನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ:

ಅಲ್ಲಿ TS ಬೌಂಡ್ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿದೆ.

ಗಿಬ್ಸ್ ಶಕ್ತಿ - ಐಸೊಬಾರಿಕ್-ಐಸೋಥರ್ಮಲ್ ವಿಭವ, ಉಚಿತ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ, ಸ್ವತಂತ್ರ ನಿಯತಾಂಕಗಳೊಂದಿಗೆ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ನ ವಿಶಿಷ್ಟ ಕಾರ್ಯ p, T ಮತ್ತು N - G. ಸಮಾನತೆಯಿಂದ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ H, ಎಂಟ್ರೋಪಿ S ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ T ಮೂಲಕ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ

ಉಚಿತ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ - ಹೆಲ್ಮ್ಹೋಲ್ಟ್ಜ್ ಶಕ್ತಿ, ಗಿಬ್ಸ್ ಶಕ್ತಿಯು ಸಂಬಂಧದಿಂದ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ:

ಗಿಬ್ಸ್ ಶಕ್ತಿಯು ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗೆ N, ಪ್ರತಿ ಕಣಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಭವ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಯಾವುದೇ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಕೆಲಸವನ್ನು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುವ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯ ಇಳಿಕೆಯಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಉಷ್ಣ ನಿರೋಧನ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ (ಅಡಿಯಾಬಾಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ, S=const) ಸ್ಥಿರ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಕಣಗಳೊಂದಿಗೆ (N=const), ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಕೆಲಸ dA ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ:

ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಾಗಿ (T=const)

ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಕೆಲಸವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಸಿಸ್ಟಮ್ಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಶಾಖದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ.

ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಪರಿಸರದೊಂದಿಗೆ ವಸ್ತುವಿನ ವಿನಿಮಯ (N ನಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆ) ಸಾಧ್ಯವಿರುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ, ಸ್ಥಿರವಾದ p ಮತ್ತು T ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸಾಧ್ಯ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಒತ್ತಡದ ಬಲಗಳನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ ಎಲ್ಲಾ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಶಕ್ತಿಗಳ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಕೆಲಸದ dA ಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಗಿಬ್ಸ್ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ (ಜಿ) ನಲ್ಲಿ ಇಳಿಕೆ, ಅಂದರೆ.

ನೆರ್ನ್ಸ್ಟ್ ಪ್ರಮೇಯದ ಪ್ರಕಾರ, ಸಂಪೂರ್ಣ ಶೂನ್ಯವನ್ನು ಸಮೀಪಿಸುವ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಸಮತೋಲನ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ನಡುವೆ ಸಂಭವಿಸುವ ಯಾವುದೇ ಹಿಂತಿರುಗಿಸಬಹುದಾದ ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಎಂಟ್ರೊಪಿ (ಡಿಎಸ್) ಬದಲಾವಣೆಯು ಶೂನ್ಯಕ್ಕೆ ಒಲವು ತೋರುತ್ತದೆ.

ನೆರ್ನ್ಸ್ಟ್ ಪ್ರಮೇಯದ ಮತ್ತೊಂದು ಸಮಾನವಾದ ಸೂತ್ರೀಕರಣವು: "ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಅನುಕ್ರಮದ ಸಹಾಯದಿಂದ ಸಂಪೂರ್ಣ ಶೂನ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾದ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು ಅಸಾಧ್ಯ."