WikiSort.ru - Не сортированное

Термодинамические потенциалы
Термодинамика
Внутренняя энергия Энтальпия Свободная энергия Гельмгольца Энергия Гиббса Большой термодинамический потенциал
Разделы
Начала Уравнение состояния Термодинамические величины Термодинамические потенциалы Термодинамические циклы Фазовый переход
См. также «Физический портал»

Большой термодинамический потенциал (потенциал Ландау) — термодинамический потенциал, используемый для описания систем с переменным числом частиц (большого канонического ансамбля). Был введён Гиббсом и обозначен им как ${\displaystyle \Omega }$ , поэтому иногда также называется омега-потенциалом.

Определение

${\displaystyle \Omega =U-TS-\mu N=F-\mu N}$ ,

где ${\displaystyle F}$  — свободная энергия Гельмгольца, ${\displaystyle \mu }$  — химический потенциал, ${\displaystyle N}$  — число частиц, ${\displaystyle P}$  — давление, ${\displaystyle V}$  — объём, ${\displaystyle T}$  — температура, ${\displaystyle S}$  — энтропия.

Отсюда его дифференциал равен

${\displaystyle d\Omega =-SdT-PdV-Nd\mu }$ .

Поэтому большой термодинамический потенциал записывают как функцию

${\displaystyle \Omega =\Omega (T,V,\mu )}$ .

Можно показать, что в случае однородных систем, то есть при аддитивности внутренней энергии

${\displaystyle U(\alpha S,\alpha V,\alpha N)=\alpha U(S,V,N)}$ ,

для большого термодинамического потенциала справедливо выражение

${\displaystyle \Omega =-pV}$ .

Для этого нужно подставить в выражение для ${\displaystyle d\Omega }$ уравнение уравнение Гиббса — Дюгема.

Большой термодинамический потенциал и термодинамическое равновесие

Можно показать, что для системы с фиксированными (извне) объёмом, температурой и химическим потенциалом (но переменным числом частиц) точка термодинамического равновесия является точкой минимума большого термодинамического потенциала.

См. также

• Термодинамические потенциалы
• Свободная энергия Гельмгольца
• Химический потенциал

Литература

• Базаров И. П. Термодинамика. (недоступная ссылка) М.: Высшая школа, 1991. 376 с.
• Квасников И. А. Термодинамика и статистическая физика. Теория равновесных систем. (недоступная ссылка) Том. 1. М.: Изд-во МГУ, 1991. (2-е изд., испр. и доп. М.: УРСС, 2002. 240 с.)
• Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика. Часть 1. — Издание 3-е, доп. — М.: Наука, 1976. — 584 с. — («Теоретическая физика», том V).

Это заготовка статьи по физике. Вы можете помочь проекту, дополнив её.