20.18
Betrachten Sie die differentielle Form thermodynamischer Potentiale; Die Maxwell-Gleichungen können aus thermodynamischen Potentialen abgeleitet werden.
Die innere Energie ist eine Funktion der Entropie und des Volumens. Da es sich um ein exaktes Differential handelt, hängt seine Ableitung zweiter Ordnung in Bezug auf Volumen und Entropie nicht von der Differenzierungsordnung ab.
Setzt man die Ausdrücke von Temperatur und Druck ein, erhält man die erste Maxwell-Beziehung.
Die Enthalpie hängt von der Entropie und dem Druck ab. Nimmt man die Ableitung zweiter Ordnung und setzt man die Ausdrücke für Temperatur und Volumen ein, erhält man die zweite Maxwell-Beziehung.
Die freie Energie von Helmholtz hängt vom Volumen und der Temperatur ab. Drückt man sie als Ableitung zweiter Ordnung aus und ersetzt man sie durch die Ausdrücke von Druck und Entropie, erhält man die dritte Maxwell-Beziehung.
Die freie Gibbs-Energie ist eine Funktion von Druck und Temperatur. Differenziert man sie zweimal, so erhält man die Beziehungen von Volumen und Entropie, so erhält man die vierte Maxwell-Beziehung.
Die Maxwell-Gleichungen werden verwendet, um komplexe thermodynamische Probleme zu lösen, da sie eine partielle Differenz zwischen Größen, die experimentell schwer zu messen sind, mit einer partiellen Differenz zwischen leicht messbaren Größen in Beziehung setzen.
Maxwells thermodynamische Beziehungen sind bei der Lösung von Problemen in der Thermodynamik sehr nützlich. Jede der Maxwell-Beziehungen bezieht sich…
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