301

A HibUl. IM1U.1 ,Vv»«    :u, r ), buui :uO

ISBN D4H1II ł-7. © l>. »N TOS >«}

10 2 ENTALPIA SWOBCONA UKŁADU I PRAWO DZIAŁANIA MAS    301

położenie kuli

Rn. 10.1

czas. Nie utraciłaby jednak .swej zdolności do dalszego samorzutnego staczania się w dół. Wystarczyłoby na przykład podłożyć pod nią płaską blachę, ustawioną równolegle do stoku, aby natychmiast zaczęła się na nowo toczyć.

Zmiany energii potencjalnej. V'. naszej kuli możemy przedstawić w zależności od wysokości, na jakiej znajduje się kula ponad poziomem dna doliny. Dogodniejszy do naszych celów jest jednak inny sposób, a mianowicie przedstawienie energii potencjalnej jako funkcji rzutu położenia kuli na poziomą oś x. Punktowi wyjściowemu odpowiada współrzędna .»j. punktowi końcowemu — współrzędna a-, jak na rys. lO.la. Wykres energii potencjalnej. V'. w zależności od wartości v podano na rys. 10.Ib W punkcie równowagi funkcja V = Pł.t I osiąga minimum, co w języku matematycznym oznacza. ze w punkcie tym pochodna funkcji V względem zmiennej r przyjmuje wartość zero:

<1V

— =0 (10.1) d.v

Staczanie się kuli stanowi prosty przykład procesu samorzutnego, do opisania którego wystarczyło zająć się tylko przemianami energii mechanicznej. Znacznie bardziej zawiły jest pizebicg procesów samorzutnych, którym towarzyszą przemiany innych rodzajów energii, np. energii elektrycznej, cieplnej, chemicznej ud. Przebiegu tych procesów mc można oczywiście śledzić na podstawie zmian energii potencjalnej, lak jak to czyniliśmy w przypadku staczającej się kuli. Niemniej jednak termodynamika wykazuje, żc istnieje funkcja zwana entalpią swobodną (dawniej potencjałem termodynamicznym lub ener gią Gibbsa). która spełnia przy rozpatrywaniu tych układów funkcję analogiczną do tej. jaką w układzie mechanicznym spełnia funkcja energii potencjalnej. Energia potencjalna kuli w czasie jej samoizutncgo staczania się na dno doliny zdążała do minimum. Podobnie w układach, w których pojawiają się inne rodzaje energii poza energią mechaniczną, entalpia swobodna w czasie samorzutnego procesu zachodzącego w stałej temperaturze i pod stałym ciśnieniem dąży do minimum, a osiągnięcie tego minimum oznacza osiągnięcie stanu równowagi.