61. Метод термодинамических потенциалов (характеристических функций).

Термодинамическим потенциалом наз функция сост из термодинам-х параметров (p,V,S,T). Каждому набору таких параметров соотв. свой потенциал. Изменение потенциала в ходе прцесса опред либо работу в сис-ме либо тепло получ-мое сис-мой. Приращение любого из потенциалов = полному дифф-лу функции, которой он выраж. Полный дифф-л функции f(x,y) ,будет равен

Рассм термод-ий потенциал:

1) Внутр энергия . Осн. Термод-е тождество:

IНТ:. Работа сис-мы в адиобатном процессе равна убыли внутр энергии сис-мы.

2) Свободная энергия или энергия Гельмгольца: F=F(T,V)

IНТ:;, если процесс изотерм-ий , то ; при ,т.е. работа в изотерм-ом прцессе игрант такую же роль, что и внутр-я энергия в адиобатном.

3) Тепловая функция (Н) или энтальпия:

Н=Н(S,p) - Энтальпия

Если процесс изобарный т.е. р=const, тогда IНТ:

4) Потенциал Гиббса

. Можно показать, что минимум потенц. Гиббса соотв-т равновесию сис-мы при р=const.

62. Явления переноса. Средняя длина свободного пробега молекул.

ТД система находится в неравновесном состоянии, если его ТД-параметры не имеют определенного значения. Время перехода системы из неравновесного состояния в равновесное – время релаксации. Время релаксации может быть различно, но различны параметры, тогда за время перехода берется наибольшее из времен релаксации системы. Вычисляя среднее число столкновения и среднюю длину свободного пробега молекул. Молекулы, находящиеся в тепловом движении непрерывно сталкиваются между собой. Пусть L_i проходимость i молекулы между двумя последующими столкновениями наз. длину свободного пробега.

Средняя длина свободного пробега молекул

Эффективный диаметр молекулы (d) – минимальное расстояние, на которое сближаются при столкновении центры молекул. За 1с молекула проходит в среднем путь равный средней арифметической скорости молекулы. Пусть <z> -- среднее арифметическое число столкновений, испытываемой одной молекулой за 1 секунду, тогда средняя длина свободного пробега молекулы:

Найдем среднее число столкновений z за 1с:

Пусть молекула – шарик с диаметром d и это молекула движется среди неподвижных молекул со скоростью <V>, тогда эта молекула сталкивается со всеми молекулами, центры которых находятся от центра молекул на расстоянии равном или меньшем d, т.е. лежат внутри ломаного центра R=d.