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怀念蔡元培

[交流] 讨论:关于"自由能"概念的困惑

现已走入2008年,首先想对各位斑竹,还有这里的热心网友说新年好,望你们工作生活顺利

今天想问的问题是关于"自由能"概念,我发现这个概念还是蛮重要的.
他的定义是:F=U-TS.
有些书上说:自由能F是衡量系统能量U和熵S竞争态势。
能量和熵怎么会竞争啊?量刚都不一样,怎么会竞争?
系统的内能和温度是两回事吗?
还望各位大虾能不吝惕教,不胜感谢:)

[ Last edited by zt970831 on 2008-1-10 at 16:45 ]
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flyapple518

银虫 (小有名气)

★ ★ ★
zt970831(金币+3,VIP+0):谢谢您的答复;欢迎您常来物理版:)
无论是GIBBS自由能,还是Holmholz自由能,
其物理意义就是“自由”的能量,还有“活力”的能量,能拿来做功,推着汽车跑、轮船开的能量。
热力学第二定律规定了熵增,
就好像你无法看见掉在地上破碎的水杯和水自发地和拢并回到桌子上。
如果你在电视中看到了这个画面,毫无疑问,你知道电视在倒着放。
作为系统,熵永远都是增加的,从这点说,自由能用完了后,系统熵就增加了,
虽然这个时候热一定律同样成立,即总的能量是守恒的,但是系统的“活力”降低了,因为熵增加了,系统的无序程度增加了。热寂说也就是源于此,整个宇宙的“活力”都用完了的时候,也就是热寂的时候。
所以冯端的说法能量和熵的竞争是没有什么问题的。无非是说可做功的能量和混乱的态的竞争
所谓的正向过程和反向过程都是来源与此。
谁能用手心量海水 谁能用天平称山岭
11楼2008-01-03 19:41:31
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zt970831

荣誉版主 (著名写手)

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优秀版主

★ ★
csfn(金币+2,VIP+0):thanks~
关于第二个问题:

温度是指用温度计对一个物体的热的程度或冷的程度的度量。
物体的温度反映了物体内部分子运动平均动能的大小。

物体内部大量粒子的无规则运动跟温度直接相关,我们把这种运动叫做热运动,做机械运动的物体具有机械能,物体内部大量做热运动的离子也具有能,这种能叫做内能

可以说温度和内能有关,但不是一回事;在其他条件相同的情况下,温度可以认为是内能的度量。
工作后越来越忙,来论坛时间少了。身体健康,快乐生活!
2楼2008-01-02 19:27:55
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zt970831

荣誉版主 (著名写手)

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csfn(金币+1,VIP+0):thanks~
自由能方面,我基本没学
个人一点看法

吉布斯自由能改变量,表明状态函数G是体系所具有的在等温等压下做非体积功的能力,这是可逆的。

而熵,是反映自发过程不可逆性的物质状态参量。

是否可以说,自由能越大,熵越小,不可逆的能量损失越小。
工作后越来越忙,来论坛时间少了。身体健康,快乐生活!
3楼2008-01-02 19:36:54
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flyapple518

银虫 (小有名气)


musi429(金币+1,VIP+0):thanks share~~
我当年的理解:不知道对不对:
U: 内能,既系统的总能量
TS: 系统无法用来做功的能量,从熵的定义来看: S=dQ/dT,所以TS为系统分子由于热运动所具有的热能.
因为热二定律指出:不可能从单一热源吸热做功.换句话说:功能自发转化为热,热无法自发转化为功.这也说明热二定律实际上给出的是时间箭头,熵增的方向就是时间前进的方向。 
那么虽然系统具有这部分能量TS,但无法逆着时间箭头,把热拿来做功.
所以 U-TS 就是系统能拿来做功的能量.故称为"自由"能.
谁能用手心量海水 谁能用天平称山岭
4楼2008-01-03 09:38:06
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