Различные формы записи объединенных выражений

Для сложных открытых ТС уравнения первого закона термодинамики, выраженные через изменения внутренней энергии и энтальпии имеют вид:

ℒ ,

ℒ .

Математическое выражение 2-го закона термодинамики:

,

представим в виде: , и подставим в уравнение 1-го закона термодинамики.

Тогда получим объединенные выражения для изменения внутренней энергии dU и энтальпии dH:

ℒ , (1)

ℒ (2)

где - молярная свободная энергия Гиббса, Дж/моль.

G=H-TS, Дж, - свободная энергия Гиббса, которая является функцией состояния. Функцией состояния является также свободная энергия Гельмгольца:

F=U-TS Дж.

Дифференциалы dF и dG – полные дифференциалы:

dF=dU-TdS-SdT,

dG=dH-TdS-SdT.

Вместо dU и dH подставим в эти выражения их значения по уравнениям (1) и (2). Тогда получим еще две формы записи объединенных выражений 1-го и 2-го законов термодинамики для функций F и G:

ℒ , (3)

ℒ (4)

Функции состояния ТС: внутренняя энергия U, энтальпия Н и свободные энергии Гельмгольца F и Гиббса G называются характеристическими функциями при определенном выборе независимых переменных.