(→Energia swobodna) |
(→Energia swobodna) |
||
| Linia 7: | Linia 7: | ||
==Zarys historyczny== | ==Zarys historyczny== | ||
W zestawie artykułów ''Energia swobodna'', które znaleźć można w ramach tego wiki, ograniczamy sie do opisu energii swobodnej Helmholtza: | W zestawie artykułów ''Energia swobodna'', które znaleźć można w ramach tego wiki, ograniczamy sie do opisu energii swobodnej Helmholtza: | ||
| − | [[Image:F_uts.png|thumb|center | + | [[Image:F_uts.png|thumb|center ]] |
czyli potencjału termodynamicznego stosowanego w przypadku układów w kontakcie termicznym z otoczeniem (przy stałej liczbie cząsteczek, N, i stałej objętości, V). | czyli potencjału termodynamicznego stosowanego w przypadku układów w kontakcie termicznym z otoczeniem (przy stałej liczbie cząsteczek, N, i stałej objętości, V). | ||
| − | Energia swobodna Helmholtza w powyższej postaci jest funkcją parametrów makroskopowych, przez co jej stosowalność ograniczona jest | + | Energia swobodna Helmholtza w powyższej postaci jest funkcją parametrów makroskopowych, przez co jej stosowalność ograniczona jest do układów (również) makroskopowych, tzn. zbudowanych z niewyobrażalnie dużej liczby cząsteczek. |
| − | + | Należy podkreślić, że termodynamika fenomenologiczna nie zakłada, że otaczająca nas materia zbudowana jest z atomów, a jedynie postuluje istnienie i właściwości dwuch funkcji: energii wewnętrznej (U) i entropii (S). | |
| − | + | Ponieważ zajmujemy się układami w skali mikro (białka, kwasy nukleinowe itd.), interesować będzie postać energii swobodnej Helmholtza, wynikająca z postulatów mechaniki statystycznej. To znaczy, | |
| − | [[Image: | + | [[Image:F_phi2.png|thumb|center ]] |
| + | |||
| + | gdzie w miejsce energii wewnętrzenej pojawia się wartość oczekiwana energii całkowitej, względem gęstości prawdopodobieństwa ''ρ_B'' | ||
==Postać mikroskopowa energii swobodnej== | ==Postać mikroskopowa energii swobodnej== | ||
Wersja z 10:07, 9 lut 2015
Energia swobodna
Energia swobodna jest wielkością fizyczną przydatną w opisie układów, będących w kontakcie z otoczeniem (tzn. oddziaływujących z nim). Pojęcie to wywodzi się z termodynamiki fenomenologicznej, gdzie służyło m.in. do określenia maksymalnej pracy, jaką można uzyskać ze zgromadzonej w układzie energii (stąd określenie swobodna), przy określonym typie oddziaływań z otoczeniem (termiczne, mechaniczne, materialne). Jednakże energia swobodna (i jej pochodne cząstkowe) pozwala wyznaczyć wszystkie makroskopowe równowagowe własności układu.
Zarys historyczny
W zestawie artykułów Energia swobodna, które znaleźć można w ramach tego wiki, ograniczamy sie do opisu energii swobodnej Helmholtza:
czyli potencjału termodynamicznego stosowanego w przypadku układów w kontakcie termicznym z otoczeniem (przy stałej liczbie cząsteczek, N, i stałej objętości, V). Energia swobodna Helmholtza w powyższej postaci jest funkcją parametrów makroskopowych, przez co jej stosowalność ograniczona jest do układów (również) makroskopowych, tzn. zbudowanych z niewyobrażalnie dużej liczby cząsteczek. Należy podkreślić, że termodynamika fenomenologiczna nie zakłada, że otaczająca nas materia zbudowana jest z atomów, a jedynie postuluje istnienie i właściwości dwuch funkcji: energii wewnętrznej (U) i entropii (S).
Ponieważ zajmujemy się układami w skali mikro (białka, kwasy nukleinowe itd.), interesować będzie postać energii swobodnej Helmholtza, wynikająca z postulatów mechaniki statystycznej. To znaczy,
gdzie w miejsce energii wewnętrzenej pojawia się wartość oczekiwana energii całkowitej, względem gęstości prawdopodobieństwa ρ_B