巨热力学势

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巨热力学势統計力學中使用的一個量,特別是在開放系統不可逆過程裡使用。

巨热力学势被定義為


\Phi_{G} \ \stackrel{\mathrm{def}}{=}\  E - T S - \mu N

E是能量,T是系統的溫度,S是,μ是化學势,N是系統中的粒子數。

巨热力学势的改變量為


d\Phi_{G} = - S dT - N d\mu - P dV

這裡P為壓强,V為體積

當系統達到熱動力平衡,ΦG有最小值。可以由考慮到當定體積且溫度與化學位停止改變時dΦG為零而見到。

對於理想氣體,


\Phi_{G} = - k_{B} T \ln(\Xi) = - k_{B} T Z_{1} e^{\beta \mu}

這裡Ξ是巨配分函數,kB波尔茲曼常數,Z1是粒子1的配分函數且β等於1 / kBT。

蘭道自由能[编辑]

一些作者認為蘭道自由能或蘭道位能是[1][2]


\Omega \ \stackrel{\mathrm{def}}{=}\ F - \mu N = U - T S - \mu N

這以俄罗斯物理學家列夫·朗道命名。取決於系統的規定,這可能是大位能的同義詞。

參考[编辑]

  1. ^ Lee, Joon Chang著,於2002出版的書籍《Thermal Physics - Entropy and Free Energies》第五章。 New Jersey: World Scientific
  2. ^ 參考由David Goodstein著的《States of Matter》的第19頁提到蘭道位能(Landau potential)是 \Omega = F- \mu N \,\; ,這裡的F是亥姆霍茲自由能。對於齊次系統,可得 \Omega = -PV \,\;

參見[编辑]

外部連結[编辑]