fkn+antitotal

При изотермическом сжатии идеального газа внешними силами совершена работа А над газом. Чему равно количество теплоты Q, полученное газом в этом процессе, и изменение внутренней энергии газа?

Так как внутренняя энергия идеального газа является функцией только от температуры, то - при изотремическом процессе в связи с неизменностью температуры внутренняя энергия не изменяется:

?U = 0

тогда, в соответствии с первым началом термодинамики:

?Q = -A

энергия идеального газа при адиабатическом расширении уменьшается, т.к. при адиабатном процессе работа совершается за счет внутренней энергии.

Связь химического потенциала со свободной энергией называется Большим термодинамическим потенциалом.

Определение

$\Large \Omega = U - TS - \mu N = F - \mu N$

где =

• F — свободная энергия Гельмгольца
• $\Large \mu $— химический потенциал,
• N — число частиц,
• P — давление,
• V — объём,
• T — температура,
• S — энтропия.

Свобо?дная эне?ргия Гельмго?льца (или просто свобо?дная эне?ргия) — термодинамический потенциал, убыль которого в квазистатическом изотермическом процессе равна работе, совершённой системой над внешними телами.

Свободная энергия Гельмгольца для системы с постоянным числом частиц определяется так:

$\Large F = U - TS$
где

• U — внутренняя энергия,
• T — абсолютная температура,
• S — энтропия.

адиабатически изолированная система описывается микроканоническим распределением

$\Large dГ$ - число квантовых состояний системы, "приходящихся" на определённый бесконечно малый интервал значений её энергии

Понятие энтропии было впервые введено в 1865 году Рудольфом Клаузиусом.
Он определил изменение энтропии термодинамической системы при обратимом процессе как отношение общего количества тепла $\Large \Delta Q$ к величине абсолютной температуры
$\Large T$ (то есть тепло, переданное системе, при постоянной температуре):
$\Large \Delta S = \frac{\Delta Q}{T}$ где $\Large T = const$

основной расчётной характеристикой изотермической системы с постоянным числом частиц

при описании изотермической системы с постоянным числом частиц используется распределение Гиббса

закон распределения Гиббса (или канонического распределения) можно записать в в виде:
$\Large \omega_n ={ A exp({- E_n\over{T}})}$
где $\Large \omega_n $ - вероятность нахождения такого состояния системы, при котором данное тело находится в некотором определённом квантовом состоянии (с энергией $\Large E_n$) - то есть в состоянии, описанном макроскопическим образом
$\Large А$ - не зависящая от $\Large E_n$ нормировочная постоянная

ВНИМАНИЕ: ВОЗМОЖНО ЭТО НЕ ВЕРНЫЙ ОТВЕТ
В статистике Больцмана предполагается, что частицы распределяются по различным состояниям совершенно независимо друг от друга и что они различимы между собой.