20.18
Si consideri la forma differenziale dei potenziali termodinamici; Le equazioni di Maxwell possono essere derivate dai potenziali termodinamici.
L'energia interna è una funzione dell'entropia e del volume. Poiché è un differenziale esatto, la sua derivata del secondo ordine rispetto al volume e all'entropia non dipende dall'ordine di differenziazione.
Sostituendo le espressioni di temperatura e pressione si ottiene la prima relazione di Maxwell.
L'entalpia dipende dall'entropia e dalla pressione. Prendendo la derivata del secondo ordine e sostituendo le espressioni con temperatura e volume si ottiene la relazione di Maxwell del secondo.
L'energia libera di Helmholtz dipende dal volume e dalla temperatura. Esprimendolo come derivata del secondo ordine e sostituendo le espressioni di pressione ed entropia si ottiene la terza relazione di Maxwell.
L'energia libera di Gibbs è una funzione della pressione e della temperatura. Differenziandola due volte e sostituendo le relazioni di volume ed entropia si ottiene la quarta relazione di Maxwell.
Le equazioni di Maxwell sono utilizzate per risolvere complessi problemi termodinamici in quanto mettono in relazione un differenziale parziale tra quantità difficili da misurare sperimentalmente con un differenziale parziale tra quantità facilmente misurabili.
Le relazioni termodinamiche di Maxwell sono estremamente utili nella risoluzione dei problemi in termodinamica. Ciascuna delle relazioni di Maxwell me…
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