120602

Jeżeli silnik w każdym cyklu pobiera ciepło Q2 z chłodnicy o temp. T* a dodaje ciepło Qi (Qi ^>Q₂) źródłu o temp. Tj (Tj^Ti). Brakująca różnica QrQi pokrywa

a)    Dostarczona z zewnątrz praca,

b)    Lub Q doprowadzona z dodatkowego źródła.

W pierwszym przypadku silnik działa jako chłodnica obniżając T chłodnicy albo jako pompa cieplna, kosztem W z zewnątrz dostarcza źródła ciepła.

Energia swobodna

Podobną rolę jak entropia czyli wyznaczania kierunku przebiegu zjawiska spełnia w stosunku do przemian izochoryczno-izotermicznych energia swobodna F, wprowadzona przez Helmholtza.

F = U — TS

Jest ona tą częścią całkowitej energii układu, która jest energia dostępną, a więc taką, którą można w każdej chwili zamienić na pracę.

Ponieważ każdy proces nieodwracalny przebiega ze wzrostem entropii, to chociaż całkowita energia układu U jest stała to wartość użyteczna jest coraz to mniejsza, gdyż część energii

^ ^ jest energią związaną, nie nadającą się do wykonania pracy. Zasada degradacji energii. Jeśli w układzie zachodzą przemiany T=const; V=const to warunkiem wystąpienia stanu równowagi termodynamicznej jest minimum F dF — dU — TdS — SdT <, -pdV - SdT _{aIe dT} j _dv=0 to dF^O.

Czyli w układzie zachodzą procesy powodujące zmniejszenie F układu, aż do wystąpienia....

W wyniku zmiany N liczby cząstek w układzie energia układu również się zmienia.

Dla zmian odwracalnych dU = dQ + dW + pdN dN - zmiana liczby cząstek w układzie

t^Ł - potencjał chemiczny (w przypadku gazu elektronowego w metalach i pół przewodni kach

jest to energia Fermiego. dU = TdS + pdV + pdN

Potencjał chemiczny** ^— zmianie U układu przy zmianie N o jeden przy S i V=const

Inna definicja potencjału chemicznego dF — dU — TdS - SdT wstawiając x dF = -pdV - SdT + pdN

N zmiana F przy zmianie N o jeden przy T i V=const.

Mamy dwa metale stykające się ze sobą.