Термодинамические функции систем переменного состава

В предыдущей главе характеристические термодинамические функции рассматривались для систем, состав которых оставался постоянным. Изменение состава может быть вызвано химической реакцией.

Если система содержит вещества А₁,А₂, ... , А_i, ..., числа молей которых соответственно равны n₁, n₂, ..., n_i, ..., то в ходе реакции они должны измениться.

Системы, в которых переменными становятся числа молей веществ, называются системами переменного состава. Применяется также название системы с переменным числом частиц.

В этих системах, наряду с внешними параметрами и энтропией, от новых переменных зависят термодинамические функции, а именно:

* внутренняя энергия становится функцией от объема, энтропии и чисел молей веществ

U = U(V,S,n₁,n₂, ...n_i, ...),

* энтальпия - функцией давления, энтропии и чисел молей

H = H(P,S,n_1,n₂, ..., n_i, ...),

* энергия Гельмгольца - функцией объема, температуры и чисел молей

F = F(V,T,n₁,n₂, ...,n_i, ...),

* энергия Гиббса - функцией давления, температуры и чисел молей

G = G(P,T, n₁,n₂, ....,n_i, ... ).

Приращения этих функций с учетом влияния чисел молей оказываются равными

Символы Øn₁, ..., Øn_i, ... в данном случае означают, что постоянными остаются числа молей всех веществ, кроме стоящих за знаком Ø.

С учетом частных производных термодинамических функций, которые подробно рассматривались в предыдущей главе, вышеприведенные уравнения в компактной форме записи принимают следующий вид:

(6 - 1)

(6 - 2)

(6 - 3)

(6 - 4)