Reja: Yerning tortishish maydonida jisimlarning harakati

Termodinamik muvozanat - termodinamik tizim holati; bunda tizimni tavsiflovchi barcha parametrlar aniq qiymatlarga ega boʻlib, bu qiymatlar tashqi muhit oʻzgarmasa, istagancha vaqt davomida oʻzgarmay qolaveradi. Termodinamik muvozanat holatiga oʻtgan tizimda issiqlik oʻtkazuvchanlik, diffuziya kabi har qanday qaytmas jarayonlar toʻxtaydi.
Tizimning tashqi muhit bilan oʻzaro munosabatiga qarab, uning Termodinamik muvozanat holatiga oʻtganligini turli fizik kattaliklarning kuzatilayotgan sharoitdagi erishgan chegaraviy qiymatlari orqali aniklash mumkin. Masalan, tashqi muhitdan adiabatik tarzda ajratilgan tizimda entropiya oʻzining erishishi mumkin boʻlgan eng katta qiymatga ega boʻladi; termostatdagi tizim uchun erkin energiya eng kichik qiymatni oladi; oʻzgarmas tashqi bosim taʼsirida boʻlgan termostatdagi tizim uchun Gibbs termodinamik potensiali eng kichik qiymatga erishadi.

Dinamik muvozanat tushunchasi termodinamik jarayonlarni oʻrganishda katta ahamiyatga ega. Ularga komponent, faza, gomogen(yunon. homogenes — teng, bir jinsli) va geterogen (yunon. heterogenes — har xil jinsli) sistemalar mansub.

Muvozanat sharoitining vizual ko'rinishi uchun siz o'zgarishga bog'liq oddiy mexanik modeldan o'tishingiz kerak potentsial energiya Tananing pozitsiyasiga qarab, u uchta muvozanat holatlarini aniqlaydi:
1. Barqaror muvozanat.
2. Labryon (beqaror) muvozanat.
3. Mo'lsabli muvozanat.
Uchrashuv oynasining modeli qutining chetiga (metastali muvozanat) tortishish markazi faqat ko'tarilishi uchun ko'tarilishi va lvazist shtati orqali qutilar kengligida ko'tarilishi kerak. Eng kichik energiya energiyasining holatini ko'rsatadigan mexanik barqaror holatda (9.1.1-rasm).

Termal muvozanat tizimdagi harorat gradensientining etishmasligi bilan tavsiflanadi. Kimyoviy muvozanatda ikki modda o'rtasida paydo bo'lgan natijada reaktsiya mavjud bo'lmagan holatda sodir bo'lsa, I.E. Barcha reaktsiyalar to'g'ridan-to'g'ri va teskari ko'rsatmalarga teng ravishda o'tadi.
Tizim mexanik, issiqlik va kimyoviy muvozanat sharoitlarini amalga oshiradigan bo'lsa, termodinamik muvozanat mavjud. Bu erkin energiya minimal kuchga ega bo'lganda sodir bo'ladi. Metallurgiyada odatdagidek qabul qilingan doimiy bosimda, bepul o'rmon deb ataladigan Gibbs Cning erkin energiyasi erkin energiya sifatida olinishi kerak:

Shu bilan birga, H entalpiya yoki issiqlik yoki miqdori ichki energiya E va Bosim P va VOZIDA Bosim Bosim bilan almashish

Doimiy jildning V8 ni ajratib, siz Helmholtz F-ning bepul energiyasini qo'llashingiz mumkin:

Ushbu nisbatlardan boshlab muvozanat holati ekstremal qiymatlar bilan tavsiflanadi. Bu shuni anglatadiki, Gibbsning erkin energiyasi minimaldir. Tenglamadan (9.1.1), - Gibbsning erkin energiyasi ikki komponent, ya'ni ichakning erkin energiyasi va issiqlik tarkibidagi H va o'q-ichakning haroratining haroratiga bog'liqligini tushunish juda muhimdir .
Harorat o'zgarishi bilan Gibbsning erkin energiyasining xatti-harakati gazsimon, suyuq yoki qattiq bosqichdagi moddalar uchun farq qiladi. Bu shuni anglatadiki, ma'lum bir bosqich uchun haroratga qarab (umumiy holatga teng), Gibbsning erkin energiyasi minimaldir. Shunday qilib, barqaror muvozanatdagi haroratga qarab, ko'rib chiqilayotgan haroratning eng pasti har doim eng past (9.1.2-rasm).
Gibbsning erkin energiyasi qahramondan iborat bo'lganligi, turli xil o'zgarishni o'zgartirish zonasining haroratining harorati misolida aytiladi. Shunday qilib, tetrdagonli (oq) b-kain haroratda (kulrang) har-qalay 13 ° C dan past (alotropiya) barqaror muvozanatda mavjud.

Agar normal sharoitda 25 ° C va 1 bar bo'lsa, barqaror basaza issiqligi 0 ga olib chiqiladi, so'ngra kulrang qalay uchun 2 kj / molning issiqligi olinadi. 25 ° C haroratda issiqlik tarkibi a-qalay bo'shatilganida, agar tizim kichikroq issiqlik tarkibi barqaror bo'lishi kerak bo'lsa, 2 kj / mol qo'yib yuborilgan bo'lsa, 2 kj / mol qo'yib yuborilishi kerak edi. Aslida, ushbu o'zgarishlar ro'y bermaydi, chunki bu erda, shu erda bosqichma-bosqichning barqarorligi entropiya amplitsiyasini kuchaytirish orqali ta'minlanadi.
A-TIN normal sharoitda A-qalayga aylantirilganda, entral ksilli konversiyaning o'sishi tufayli, atrofdagi Oq b-TIN-ni o'zgartirish uchun eng erkin energiya a-Gibbs C \u003d H-Ts asl energiyasini bajaradi minimal holat.
Xuddi energiya singari, tizimning entropiyasi qo'shimcha o'zini tutadi, i.e. Tizimning barcha stoli individual ichidagi incropiya miqdoridan hosil bo'ladi. Entopiya status parametridir va shuning uchun tizimning holatini tavsiflashi mumkin.
Har doim adolatli

qayerda qiz issiqlik, tizimga chiqaradi.
Qayta tiklanadigan jarayonlar uchun tenglik belgisi muhimdir. Adiaobik jihatdan ajratilgan DQ \u003d 0, shuning uchun DS\u003e 0. Statistik entopiya vizital ravishda joylashtirilgan bo'lsa, bo'sh joyning bir xil to'ldirilishini aniqlamagan bo'lsa, unda bir xil distribyutorning bir hil tarqatish holati, ehtimol, yoogen tarqatish holati. Tasodifiy tartibsizlik. Bu tizimda o'zboshimchalik bilan taqsimlanishi o'lchovi sifatida endopiotikni o'zboshimchalik bilan taqsimlaydi va ehtimollik logarifmasi sifatida belgilanadi:

u erda K Boltzmanning doimiyligi; Vaziyat, masalan, distribyutorlik ehtimoli, masalan, gaz molekulalarining ikki turi.