Gibbs

Josiah Willard Gibbs
(1839–1903)

A heterogén rendszerek egyensúlyáról
Részletek

Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences, 3. k. 108–248, 353–524 (1875–1878)
(in: Eduard Farber: Milestones of Modern Chemistry, New York, Basic Books, Inc., 1966)

Die Energie der Welt ist constant.
Die Entropie der Welt strebt einem Maximum zu.
Clausius

Az anyagi rendszereken uralkodó törvények megértését igen megkönnyíti, ha a rendszerek lehetséges állapotaiban vizsgáljuk a rendszerek energiáját és entrópiáját. ... Két állapot energiájának különbsége annak a munkának és energiának az összes mennyiségét képviseli, amelyet a rendszer kapott vagy termelt, amikor az egyik állapotból a másikba került. ... Az entrópiakülönbség az

integrál összes lehetséges értékeinek határértéke. (A kifejezésben dQ jelenti a külsô forrásokból kapott hôelemet, t a rendszer azon részének hômérséklete, amely a hôt kapta.) ... Az energia és az entrópia változó értékei jellemzik mindazt, ami fontos azokban a hatásokban, amelyeket a rendszer létrehozhat, amikor egyik állapotból a másikba megy át. Hiszen – az elméletileg tökéletesnek tekintett – mechanikai és termodinamikai szerkezetekben bármely betáplált munka és hô bármely másikká alakítható át, amely sem a munka- és hômennyiség együttes értékében, sem az

integrálban nem tér el tôle.

Az energia és az entrópia azonban nemcsak a rendszer külsô kapcsolatai szempontjából elsôrendû fontosságú. ... Az olyan mechanikai rendszerek esetében, amelyek csak egyfajta hatást képesek kifejteni a külsô rendszerekre, azaz csak mechanikai munkát képesek végezni, az a függvény, amely kifejezi a hatásra való a képességet, szintén fontos szerepet játszik az egyensúly elméletében; az egyensúlynak az a feltétele, hogy ennek a függvénynek a változása megszûnjön. ... Egy olyan termodinamikai rendszerben (és minden anyagi rendszer az), amely két különbözô hatást képes a külsô rendszerekre kifejteni, az a két függvény, amely kifejezi a rendszer kétféle képességét, szinte ugyanilyen egyszerû egyensúlyi kritériumnak tesz eleget.

Az egyensúly és a stabilitás kritériumai

A minden külsô hatástól elzárt anyagi rendszer egyensúlyának kritériuma a következô teljesen ekvivalens megfogalmazások bármelyikével kifejezhetô:

I. Bármely izolált rendszer egyensúlyához szükséges és elégséges, hogy a rendszer összes olyan lehetséges állapotváltozása során, amely nem változtatja meg a rendszer energiáját, a rendszer entrópiájának változása vagy eltûnjön, vagy negatív legyen.

II. Bármely izolált rendszer egyensúlyához szükséges és elégséges, hogy a rendszer összes olyan lehetséges állapotváltozása során, amely nem változtatja meg a rendszer entrópiáját, a rendszer energiájának változása vagy eltûnjön, vagy pozitív legyen.

Vissza