2022-2023学年高二物理竞赛课件：其它四个热力学函数的微分形式

其它四个热力学函数的微分形式 2 其它四个热力学函数的微分形式 3 在实际问题中，有时系统进行的过程是等温过程，在此情况下，以选、Si、Pm为独立变量比较方便。由内能的微分形式可得 4 Helmhertz free energy 或写成： 令U-=F，常称之为Helmhertz自由能，代入上式可得 可见，选（、Si、Pm）为独立变量时，相应的热力学函数为Helmhertz自由能 5 如果已知F=F(、Si、Pm)，则可分别通过（7-44）式求出熵，应力Ti和电场强度Em与（、Si、Pm）之间的关系，即： 6 在实际问题中，有时结合边界条件，以选、Ti、Em为独立变量比较方便。由内能的微分形式可得： 或写成 7 Gibbs free energy 令： 常称为吉布斯函数（或吉布斯自由能），有 可见选（、Ti、Em）为独立变量时，相应的热力学函数为吉布斯函数。 8 如果已知G（、Ti、Em），则可分别通过下式求出熵、应变Si、极化强度Pm与（、Ti、Em）之间的关系，即 9 Enthalpy 有时系统进行的是绝热过程，再结合边界条件，可选（、Ti、Em）为独立变量比较方便，于是有 其中: 称为焓。 10 如果已知H（、Ti、Em），则可分别通过下式求出温度、应变Si、极化强度Pm与（、Ti、Em）之间的关系，即 11 此外，为了处理问题方便，还经常引入弹性吉布斯自由能，电吉布斯自由能，弹性焓和电焓四个热力学函数。 为了构成弹性电介质的特征函数，可以在三对变量（温度、熵）（应力T、应变S）（电场E、电位移D或极化强度P）中各选一个作为独立变量。这样的选择有八种，构成八个特征函数。 12 名称 表达式 独立变量 内能 亥姆霍兹自由能 吉布斯自由能 焓 弹性焓 电焓 弹性吉布斯自由能 电吉布斯自由能 U F=U- G =U--TS-ED H=U-TS-ED H1=U- TS H2=U-ED G1 =U--TS G2=U--ED 、S、P 、S、P 、T、E 、T、E 、T、D 、S、E 、T、D 、S、E 八个热力学特征函数 13 summary Mechanic work and electric work Dielectric impermeablity Thermal potential and relation in elastic dielectrics $$