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ÉNERGÉTIQUE . See also:Le résultat le plus fondamental atteint par le progrès de la science See also:physique au 19ème siècle était l'énonciation et le développement définis de la See also:doctrine de l'énergie, qui est maintenant primordiale en mécanique et en See also:thermodynamique. Pour une discussion See also:des idées élémentaires See also:sous-tendantes See also:cette See also:conception voient l'cÉnergie séparée de See also:titre. Depuis que la spéculation physique a commencé dans See also:les théories atomiques des Grecs, son problème See also: La quantité mécanique et thermique d'Energy.The d'énergie, définie dans ce sens par convertibility avec le travail mécanique, qui est contenu dans un système matériel, doit être une fonction de sa constitution physique d'état et de produit chimique et de sa température. Le changement de cette quantité, surgissant d'une transformation donnée dans le système, est habituellement mesuré en dégradant l'énergie qui laisse le système dans la chaleur; à elle est toujours possible pour faire ceci, alors que la See also:conversion du dos de la chaleur encore dans d'autres formes d'énergie est impossible sans aide, prenant la See also:forme de dégradation la compensation ailleurs. Nous pouvons adopter la vue temporaire qui est la See also:base de la physique abstraite, cet tout cet autre. les foxms de l'énergie sont dans leur essence mécanique, c.-à-d., résultez du mouvement ou de la See also:contrainte des médias matériels ou éthérés; alors leur distinction de la chaleur se situera dans le fait que des ces-mouvements ou les contraintes sont simplement coordonnés, de sorte qu'ils puissent être tracés et commandés ou manoeuvrés en détail; tandis que l'énergie thermique subsiste dans des mouvements irréguliers des molécules ou les plus See also:petites parties de la matière, que nous ne pouvons pas tracer à cause du manque de tranchant de nos perceptions sensual, mais peut seulement mesurer en ce qui concerne le See also:montant See also:total. See also:Historique: Dynamics.Even abstrait dans le See also:cas d'un système purement mécanique, capable seulement d'un nombre fini de types définis de perturbation, le principe de la conservation de l'énergie est très loin de donner un exposé complet de ses mouvements; il forme seulement un parmi les équations qui sont exigées pour déterminer leur cours. Dans son application à la cinétique des systèmes invariables, après la période de newton, le principe a été souligné en tant que principe fondamental par See also:Leibnitz, a été puis amélioré et généralisé par le Bernoullis et par See also:Euler, et a été finalement exprimé sous sa forme plus large par See also:Lagrange. Helmholtz enregistre le que c'était en grande See also:partie sa See also:connaissance en premières années avec les travaux de ces physiciens mathématiques du siècle précédent, qui avait formulé et avait généralisé le principe comme aide vers la See also:dynamique théorique des systèmes complexes des masses, qui l'a commencé sur la voie de sortir le principe dans tout la gamme entière des phénomènes normaux. D'autre See also:part, la validité assurée de cette See also:prolongation à de nouveaux types de phénomènes, de ce type de l'electrodynamics, forme maintenant une base principale de notre croyance dans une base mécanique pour ces See also:sciences. Dans les mains de Lagrange l'expression mathématique pour la façon de laquelle l'énergie est reliée à la constitution géométrique du système matériel est devenue une base suffisante pour une connaissance complète de ses phénomènes dynamiques. Autant que le See also:statics a été concerné, cette doctrine a pris son élévation dès Galilée, qui a identifié dans les cas plus simples que le travail dépensé dans la conduite régulière d'un système mécanique sans friction est égal à son See also:rendement. L'expression de ce fait a été généralisée dans une déclaration par Newton dans le Principia, et plus en détail par le Bernoullis, jusqu'à ce que, dans l'See also:apparence See also:analytique du prétendu principe "des vitesses virtuelles" ou du travail virtuel, ce soit finalement devenu la base de la formulation générale de Lagrange de la dynamique. Dans son application à la cinétique un principe purement physique, également indiqué par Newton, mais développé longtemps ensuite avec magistralement des applications par le d'See also:Alembert, que les réactions des parties infinitesimal du système contre les accélérations de leur staticallyequilibrate de mouvements les forces appliquées au système dans l'ensemble, a été exigé afin de former une base suffisante, et une que Lagrange a bientôt après condensées dans la relation simple de moindre See also:action. Pendant qu'une question de l'See also:histoire, cependant, la formulation complète du sujet de la dynamique abstraite réellement See also:ENDYMION résultait (en 1758) de la démonstration précise de Lagrange du principe de moindre action pour une particule, et son prolongation immédiate, sur la base de son nouveau calcul des See also:variations, à un système des particules reliées telles que pourrait être pris comme représentation de n'importe quel système matériel; mais ici trop le même examen médical à la différence des considérations mécaniques héritent le See also:jeu comme dans le principe des d'Alembert, (voir la DYNAMIQUE: Analytique.) Il est lorsqu'il s'agit des systèmes dont l'état change tellement lentement que des réactions, résultant des mouvements changeants peuvent être négligées, que les conditions sont de loin les plus simples. Dans de tels systèmes, si stationnaire ou dans un état de mouvement régulier, l'énergie dépend seule de la See also:configuration, et sa expression mathématique peut être déterminé à partir de la See also:mesure du travail requis pour un nombre suffisant de transformations simples; une fois qu'on le trouve ainsi, toutes les relations statiques du système sont implicitement déterminées avec lui, et les résultats de toutes autres transformations peuvent être prévus. Le développement général de telles relations est commodément classé comme une See also:branche séparée de la physique sous le nom de l'énergétique, d'abord inventée par W. J. M. See also:Rankine; mais on n'a pas toujours observé les limitations essentielles de cette méthode. En ce qui concerne le changement statique, les spécifications complètes d'un système mécanique sont impliquées dans sa configuration géométrique et la fonction exprimant sa énergie mécanique en termes en. Les systèmes qui font se comporter des énergie-fonctions statiques de la même forme analytique dans des manières correspondantes, et peuvent servir de modèles ou de représentations d'un des autres. La prolongation dans la position dominante thermique et du produit chimique Systems.This du principe de l'énergie, dans des problèmes de statique ordinaires, ces derniers temps a été See also:sortie aux transformations impliquant le changement de la constitution physique d'état ou de produit chimique aussi bien que le changement de la configuration géométrique. Dans ce See also:domaine plus large nous ne pouvons pas affirmer que de l'énergie mécanique (ou disponible) n'est jamais perdue, parce que elle peut être dégradée dans l'énergie thermique; mais nous pouvons employer le principe que d'autre part elle peut jamais spontanément augmenter. Si ce n'étaient pas aussi, on pourrait théoriquement arranger des processus cycliques qui continueraient à assurer la transmission mécanique à condition que l'énergie de la sorte soit demeurée dans le système; considérant que le caractère irrégulier et incontrôlable des mouvements et des contraintes moléculaires qui constituent l'énergie thermique, en combination avec le vaste nombre de molécules, doit placer une See also:barre efficace sur leur coordination illimitée. Pour établir une doctrine de l'énergétique qui formera une base suffisante pour une théorie de la tendance du produit chimique et du changement physique, nous avons, donc, pour donner la précision à ce mouvement d'énergie disponible. Le Principe De See also:Carnot: Le sujet entier d'Entropy.The est impliqué dans le nouveau principe contribué à la physique théorique par Sadi Carnot en 1824, l'où la conception See also:moderne de grande See also:envergure des processus cycliques était première scientifiquement développée. Il a été montré par Carnot, sur la base de certains axiomes, dont les See also:bases théoriques ont été plus See also:tard corrigées et renforcées par See also:Clausius et See also:seigneur See also:Kelvin, qu'un processus mécanique réversible, fonctionnant dans un See also:cycle au See also:moyen de transferts thermiques, qui prend la chaleur, la parole See also:HI, dans le système matériel à un T1 indiqué de la température, et la See also:livre la partie de lui non utilisé, la parole 112, à un T2 donné inférieur de la température, est plus efficace, considéré comme See also:moteur fonctionnant, que n'importe quel autre un tel processus, fonctionnant entre les mêmes deux températures mais non réversible, pourrait être. Cette relation de l'inégalité implique une See also:loi définie d'égalité, ce les efficacités mécaniques de tous les processus cycliques réversibles sont identique, celui qui soit la nature de leur opération ou des substances matérielles impliquées dans elles; qu'en fait l'efficacité est une fonction seulement des deux températures auxquelles le système fonctionnant cycliquement prend dedans et donne hors de la chaleur. Ces considérations constituent un principe général fondamental auquel tous les processus réversibles lents possibles, autant qu'ils concernent la matière en vrac, doivent se conformer dans toutes leurs étapes; son application est presque coextensive avec la portée de la physique générale, les théories cinétiques spéciales dans lesquelles l'inertie est impliquée, étant exceptées. (Voir la THERMODYNAMIQUE.) Si le système fonctionnant est un gaz-moteur idéal, en lequel un gaz parfait (connu de l'expérience pour être un état de choses possible) est passé pendant le cycle, et si la température est mesurée à partir du zéro See also:absolu par l'expansion de ce gaz, alors le directcalculation simple sur la base des See also:lois des gaz idéaux prouve que HI/ti=h1/t2; et comme de la conservation de l'énergie que le travail effectué est H1-h2, il suit que l'efficacité, mesurée car le rapport du travail effectué à l'See also:approvisionnement en chaleur, est 1 T2/Tl. Si nous changeons le signe du HI et considérons ainsi la chaleur aussi positive quand elle est reconstituée au système qu'a 112 ans, l'équation fondamentale devient HI/TI+H2/T2=o; et comme n'importe quel système fonctionnant réversible complexe peut être considéré comme composé dans diverses manières des chaînes des systèmes élémentaires de ce type, dont les effets sont additifs, la proposition générale suit, que dans n'importe quel changement cyclique complet réversible qui implique la prise dedans de la chaleur par le système duquel la quantité est See also:SH, entre le moment où ses températures ambiantes le See also:TR et le Tr+See also:ST, l'équation 1SHr/Tr o See also:juge bon. D'ailleurs, si les changements ne sont pas réversibles, la proportion de l'approvisionnement de la chaleur qui est utilisé pour le travail mécanique sera plus petite, de sorte que plus de chaleur soit reconstituée au système, et ZSHr/T, ou, comme elle peut être exprimée, fdH/T, doit avoir une plus grande valeur, et la nécessité soit ainsi positive. Le See also:premier rapport implique plus loin, See also:cela pour tous les chemins réversibles du changement du système d'un état C à un autre état D, la valeur de fdH/T doit être identique, parce que n'importe quel un de ces chemins et n'importe quel autre renversé formeraient un cycle; considérant que pour n'importe quel See also:chemin irréversible de changement entre les mêmes états cette intégrale doit avoir une plus grande valeur (et ainsi excédez la différence des entropies aux extrémités du chemin). La quantité définie représentée par cette intégrale pour un chemin réversible a été présentée par Clausius en 1854 (adumbrated également par le temps à peu près identique des investigations de Kelvin), et a été appelée après par lui l'See also:augmentation de l'entropie du système du dépassement de l'état C à l'augmentation de D. This d'état, étant de ce fait la même pour le nombre illimité de chemins réversibles possibles comportant la variation indépendante de tout son fini coordonne, le See also:long duquel le système peut passer, peut dépendre seulement des états terminaux. L'entropie appartenant à un état indiqué est donc une fonction de cet See also:seul état, indépendamment de la façon de laquelle elle a été atteinte; et c'est la See also:justification de la tâche à lui d'un nom spécial, connoting une propriété du système selon son état réel et pas sur sa histoire précédente. Chaque changement réversible d'un système d'See also:isolement maintient ainsi l'entropie de ce système inchangé; aucun changement spontané possible ne peut comporter la diminution de l'entropie; de tandis que n'importe quel défaut de réversibilité, résultant de la See also:diffusion la matière ou le mouvement dans le système, mène nécessairement à l'augmentation de l'entropie. À un système physique ou chimique seulement ces changements sont spontanément possibles qui mèneraient à l'augmentation de l'entropie; si l'entropie est déjà un maximum pour toute l'énergie indiquée, et si incapable davantage d'd'augmentation continue dans les conditions imposées au système, il doit y avoir d'équilibre See also:stable. Cette quantité définie appartenant à un système matériel, son entropie 0, est ainsi pour son énergie E, qui est également une fonction définie de son état réel par la loi de la conservation de l'énergie; ceux-ci, avec sa température T, et le See also:divers coordonne exprimer sa configuration géométrique et sa constitution physique et chimique, sont les quantités lesquelles la thermodynamique du système traite. Que la branche de la science développe les conséquences a impliqué dans juste deux principes: (i.) que l'énergie de chaque système d'isolement est constante, et (ii.) qui son entropie peut ne jamais diminuer; n'importe quelle complication qui peut être impliquée résulte de la complexité dans les systèmes auxquels ces deux lois doivent être appliquées. L'Equation.When thermo-dynamique général n'importe quel système physique ou chimique subit un changement infinitesimal d'état, nous avons Se = SH+See also:su, où SH est l'énergie qui a été acquise comme chaleur des See also:sources étrangères au système pendant le changement, et SU est l'énergie qui a été donnée par les agences réversibles telles que le travail mécanique ou électrique. Il est, cependant, pas habituellement possible de distinguer de manière permanente entre le travail d'acquiredand de la chaleur donné, for(unless pour les transformations isothermes) ni 311 ni SU n'est le différentiel exact d'une fonction de la constitution du système et si indépendant de sa histoire précédente, bien que leur Se de See also:somme soit tel; mais nous pouvons utiliser le fait que 311 est égal à TSB où 30 est tels, comme a été juste vus. Ainsi E et See also:Cf, représentent des propriétés du système que, avec la température, la pression et d'autres données indépendantes indiquant sa constitution, doivent former les variables d'une See also:exposition analytique. Nous avons, donc, pour substituer TS4 à SH; également le changement de l'énergie See also:interne est déterminé par le changement de la constitution, comportant une relation différentielle de type le • +l1nSm de • de • de SU = de pSu+SW++s 26mz+.., quand le système se compose d'un mélange intime (See also:solution) des masses ml, mì... dedans, des constituants donnés, qui diffèrent physiquement ou chimiquement mais peut être partiellement transformable dans l'un l'autre par action chimique ou physique pendant les changements à l'étude, le tout étant du volume v et sous la pression étrangère p, alors que W est énergie potentielle résultant des forces physiques de ce type de la pesanteur, capillarité, &See also:amp;c. Les variables m, m2, manganèse du • •. de • de •. peuvent ne pas être tou'indépendantes; par exemple, si le système étaient See also:chlorure du gaz d'ammonium existant avec ses produits gazeux de See also:dissociation, See also: Nous pouvons changer un des variables indépendantes exprimant l'état du système de 4, à T par S(ot) de soustraction des deux côtés de l'équation de la variation: puis dessus de S(e) = 03T PSv+µ, &m1 +.... +µ"Sm. elle suit cela pour les changements isothermes, c.-à-d. ceux pour laquelle la See also:rue est nulle maintenue par un environnement à la température constante, l'état de l'équilibre stable est que la fonction ETO sera un minimum. Si le système est sujet à une pression See also:externe p, qui aussi bien que la température est constante imposée d'en dehors et ainsi incapable de la variation par les changements internes, l'état de l'équilibre stable est pareillement qu'ET¢+pv sera un minimum. Un système chimique maintenu à la température constante par communication de la chaleur de son environnement peut avoir ainsi plusieurs états d'équilibre stable correspondre à différents minimum de la fonction, juste comme il peut y avoir plusieurs minimum d'See also:altitude sur un paysage, ici considéré au fond de chaque dépression; en fait, cette See also:analogie, une fois prolongée à l'See also:espace II des dimensions, adapte exactement le cas. Si le système est suffisamment troublé, par exemple, par décharge électrique, il peut passer au-dessus de (explosivement) d'un plus haut à un minimum inférieur, mais jamais (sans compensation de l'extérieur) dans la direction opposée. L'ancien passage, d'ailleurs, est souvent effectué en présentant une See also:nouvelle substance dans le système; parfois que la substance est récupérée inchangée à la See also:fin du processus, et alors son action serait purement catalytique; sa présence modifie la forme de la fonction E Tq5 afin d'effacer l'arête entre les deux états:n d'équilibre la représentation graphique. Il y a des systèmes dans lesquels les états d'équilibre sont mais de très légèrement la température et pression dans les See also:limites larges, en dehors desquelles la réaction a lieu. Ainsi tandis qu'il les arecases dans lesquels un état de dissociation See also:mobile existe dans le système qui change sans interruption en fonction de ces variables, là y a d'autres dans lequel le changement pas sensibly.occur du tout jusqu'à ce qu'une certaine température de la réaction soit atteinte, après quoi lui procède très rapidement dû à la chaleur dégagée, et le système devient bientôt raisonnablement permanent dans une phase transformée par l'accomplissement de la réaction. Dans certains cas de ce dernier type la cause du retarde dans des mensonges commençants probablement dans la résistance passive au changement, de la nature of la viscosité ou le frottement, qui est compétent pour convertir un équilibre mécanique instable en modérément stable; mais dans la plupart des telles réactions il ne semble y avoir aucun équilibre exact à n'importe quelle température, short de l'état final d'énergie dispersée dans lequel la réaction est accomplie, bien que la See also:vitesse de la réaction soit ound de f à diminuer exponentiellement avec la variation température, et devient ainsi insignifiante à un See also:petit See also:intervalle de la température de l'activité prononcée. La quantité libre E d'Energy.The à ainsi joue le même rôle fondamental dans le statics thermique des systèmes chimiques généraux à la température See also:uniforme cette les jeux potentiels d'énergie dans le statics des systèmes mécaniques de la constitution unchanging. C'est une fonction du géométrique coordonne, la constitution physique et chimique, et la température du système, qui détermine les conditions de l'équilibre stable à chaque température; c'est, en fait, l'énergie potentielle généralisée concernant afin d'inclure la température, et soit ainsi une fonction simple chaque température mais en même temps avoir les moyens une base du raccordement entre les propriétés du système aux différentes températures. Il s'est appelé l'énergie See also:libre du système par Helmholtz, parce que c'est la partie de l'énergie dont la variation est reliée aux changements de la structure corporelle du système représenté par les variables m, m2. dans,, et pas avec les mouvements moléculaires irréguliers représentés par la chaleur, de sorte qu'elle puisse participer librement aux transformations physiques. Pourtant ceci juge bon seulement sujet à la condition que la température n'est pas changée; on ne l'a vu au-dessus de celui pour la variation plus générale ni SH ni SU est un différentiel exact, et aucune See also:ligne de séparation ne peut être tracée entre les énergies thermiques et mécaniques. L'étude de l'évolution des idées en cela, la branche la plus abstraite de la physique mathématique moderne, est rendue difficile de la façon des sujets le plus purement philosophiques par la variété de la terminologie, une grande partie seulement partiellement approprié, qui a été utilisée pour exprimer les principes fondamentaux par différents investigateurs et à différentes étapes du développement. L'examen attentif montrera, ce qui en effet étonne à peine, que les principes de la théorie d'énergie libre See also:Gibbs et Helmholtz déjà du du saisir et de de l'exemplification par seigneur Kelvin en See also:jours très tôt du sujet (voyez le See also:papier "sur les propriétés de Thermoelastic et de Thermomagnetic de la matière, la partie I." See also:Journal trimestriel des mathématiques, numéro i, See also:avril 1855; réimprimé dans Phil. Mag., See also:janvier 1878, et dans les maths et le Phys. Papers, See also:vol. I. pp 291, seq.). Ainsi la nouvelle avance saisissante contenue dans le travail plus moderne de J. Willard Gibbs (1875-1877) et de Helmholtz (1882) était plutôt l'application générale soutenue de ces idées aux systèmes chimiques, tels que la See also:cellule galvanique et dissocier les systèmes gazeux, et en général la See also:mode aux phases concomitantes hétérogènes. Le papier fondamental de Kelvih reliant la force électromotrice de la cellule à de l'énergie de la transformation chimique a lieu de la date 1851, quelques années avant la distinction entre l'énergie libre et l'énergie totale s'était certainement cristallisé dehors; et, probablement satisfait avec la précision approximative de son See also:formule imparfaite une fois appliqué à la cellule d'un See also:Daniell (infra), et découragé par l'See also:absence des données expérimentales, il n'est pas See also:revenu sur le sujet. En 1852 il a brièvement annoncé (Proc. See also:Roy. Soc. Edin.) le principe de la dissipation de l'énergie mécanique (ou disponible), y compris la nécessité de la compensation ailleurs quand la restauration se produit, sous la forme qui "n'importe quelle restauration d'énergie mécanique, sans plus qu'un équivalent de dissipation, est impossible" même probablement dans l'activité essentielle; mais des spécifications suffisantes de l'énergie disponible (cf. infra) n'ont pas été alors développées. Dans le papier au-dessus de visé, où ceci a été fait, et illustré par pleine application aux systèmes élastiques pleins, toute l'énergie est bye représenté et est appelée "l'énergie intrinsèque," l'énergie prise dedans pendant une transformation See also:isotherme est le bye représenté, dont H est pris dedans comme chaleur, alors que le See also:reste, le changement de l'énergie libre (ou mécanique ou disponible) du système est la quantité anonyme dénotée par le See also:symbole W, qui est "le travail effectué par les forces appliquées" à la température uniforme. On le précise que c'est W et pas e de de qui est la énergie-fonction potentielle pour le changement isotherme, de de qui la forme peut être déterminée directement par l'expérience dynamique et physique, et à partir des quels seul les critères l'équilibre et l'effort doivent être dérivé -- simplement pour la See also:raison qui pour tous les chemins réversibles à la température constante entre les mêmes See also:configurations terminales, là doit, par le principe de Carnot's, être du même gain ou See also:perte de la chaleur. Et un système des formules sont See also:dw donné (5) à (gr 11)Ex.. e = W t décollement + sdt de J pour trouver toute l'énergie e pour n'importe quelle température t entre le moment où W et la capacité thermique s du système, dans un état See also:standard, ont été ainsi assurés, et des autres pour établir le raccordement la forme de W pour l'une température et sa forme pour le temperatureswhich adjacent sont identiques à ceux développés par Helmholtz longtemps après, en 1882, sauf que l'entropie apparaît seulement comme intégrale See also:anonyme. Le progrès de la science physique est formellement identifié avec l'exploration de cette fonction W pour les systèmes physiques, avec la précision continuellement croissante et le rangeexcept où les considérations cinétiques pures règnent, dans lesquelles les cas la formulation dynamique hamiltonienne plus large est fondamentale. Un autre See also:aspect de la matière sera développé ci-dessous. Un procédé quelque peu différent, en termes d'entropie en tant que principe fondamental, a été adopté et développé par See also:Planck. Dans un système d'isolement la tendance du changement doit être dans la direction qui augmente l'entropie 4), par la forme de Clausius'du principe. Mais dans l'expérience elle est un système à la température constante plutôt qu'adiabatique qui sont habituellement impliqués; ceci peut être atteint formellement en incluant dans le système d'isolement (cf. infra) une source de la chaleur à cette température et de capacité illimitée, quand l'énergie du by&E See also:original d'augmentations de système cette source doit renoncer à la chaleur du Se de quantité, et son entropie diminue donc SE/t. Ainsi pour le système original maintenu à la température constante T c'est 3¢SE/t qui doit toujours être positif dans le changement spontané, qui est le même critère qu'a été atteint ci-dessus. La référence peut également être faite aux papiers scientifiques de Collected de H. A. Lorentz's, la partie i. Une anticipation saisissante, presque contemporaine, de la théorie potentielle thermo-dynamique de Gibbs (infra) a été faite par Clerk See also:Maxwell en liaison avec la discussion des expériences d'See also:Andrews sur la température See also:critique des gaz mélangés, dans une See also:lettre éditée dans la See also:correspondance de monsieur See also: Cette quantité doit être le même quelque processus réversible soit utilisé: ainsi, par exemple, nous pouvons d'abord transformer le reversiblyfrom de système l'état C à l'état D, et puis de l'état D à l'état final de la température uniforme à. Elle suit que la valeur de TofdH/T, représentant la chaleur dégradée, est la même le long de tous les chemins réversibles de transformation de l'état C à l'état D; de sorte que la fonction fdH/T soit l'excès d'une quantité définie 4) liée au système dans l'ancien énoncez par rapport au dernier. Elle est habituelle pour changer la loi du signe de SH de sorte que le gain de la chaleur par le système soit positif compté; puis, relativement à un condensateur de la capacité illimitée à à, l'état C contient l'énergie plus mécaniquement disponible que l'état D par la quantité EcED+TofdH/T, c.-à-d., par EC-Ec-ED-To(4)c-4)o)-To(4)c-4)o). De cette façon l'existence d'une fonction d'entropie avec une valeur définie pour chaque état du système est de nouveau vue pour être l'équivalent analytique See also:direct de l'See also:axiome de Carnot qu'aucun processus ne peut être plus efficace qu'un processus réversible entre les mêmes états initiaux et finals. Seigneur Kelvin en 1879 pour cette conception d'énergie disponible a proposé le motivity nommé d'un système. On l'indique ici comme relativement à un condensateur de la capacité illimitée à une température assignée à: quelques une telle spécifications sont nécessaires de la définition; en fait, si à étaient le zéro absolu, toute l'énergie serait mécaniquement disponible. Mais nous pouvons obtenir une comparaison intrinsèquement différente et d'un seul See also:bloc des énergies disponibles dans un système dans deux états différents aux différentes températures, en s'assurant combien d'énergie serait absorbée dans chacun dans une réduction au même état standard du système elle-même, à une température standard à. Nous avons See also:renverser seulement l'opération, et changeons en arrière cet état standard en chacune des autres à leur See also:tour. Ceci impliquera des abstractions de la chaleur 8Ho des diverses parties du système dans l'état standard, et des retours de SH à l'état à à; si ce retour étaient SHOT/To au lieu de l'See also:cOh, il n'y aurait aucune perte de disponibilité dans le processus de direct; par conséquent il y a de la dissipation réelle 8HSHoT/To, celui est T (34) -- 3ô). Au dépassement de l'état r à l'état 2 par cet état standard o la différence de ces dissipations représentera l'énergie du système qui est devenu indisponible. Ainsi dans ce sens E T4)+T4)o+const. représente pour chaque état la quantité d'énergie qui est disponible; mais au lieu d'impliquer une source illimitée de chaleur à la température standard à, il implique qu'il n'y a aucune source étrangère. L'énergie disponible définie ainsi diffère d'cEt4), l'énergie libre de Helmholtz, ou la fonction de travail des forces appliquées de Kelvin, qui n'implique aucune référence à n'importe quel état standard, par une fonction linéaire simple de l'alonewhich de la température est peu importante en ce qui concerne ses applications. La détermination de l'énergie mécanique disponible résultant des différences de la température entre les parties du même système est un problème plus complexe, parce qu'elle comporte une détermination de la température See also:commune à laquelle les processus réversibles les ramèneront finalement; pour le cas simple dans lequel changement d'état ne se produit pas la solution a été donnée par seigneur Kelvin en 1853, en liaison avec le train ci-dessus des idées (thermodynamique de cf. See also:Tait, §179). Dans l'exposition actuelle le système est raisonnablement dans l'équilibre à chaque étape, de sorte que sa température T soit toujours uniforme partout; des parties d'isolement aux différentes températures seraient traitées en tant que différents systèmes. Potentials.We thermo-dynamiques ont maintenant pour développer les relations impliquées dans l'équation générale (1) de la thermodynamique. Supposez que le système matériel inclut deux états coexistants ou les met, avec l'occasion pour l'échange libre de l'exemple de constituentsfor, d'une solution de See also:sel et de la See also:vapeur aqueuse dans l'équilibre avec lui. Alors dans l'équilibre un léger SM de See also:transfert de l'See also:eau-substance de la masse m. constituant la vapeur, dans l'eau-substance de la masse m, existant dans la solution, ne devrait produire aucun changement du premier See also:ordre dans SET34); donc le µr doit être égal au µ. le µr de quantité s'appelle par Willard Gibbs le potentiel de la substance correspondante de la masse m.; il peut être défini en tant que sa énergie disponible marginale par masse d'unité à la température donnée. Si alors un système implique de cette façon les phases coexistantes qui demeurent de manière permanente séparées, les potentiels de n'importe quel constituant doivent être les mêmes dans tous dans lesquels ce constituant existe, parce que autrement il tendrait à passer des phases lesoù son potentiel est plus haut à ceux dans lequel il est inférieur. Si le constituant est inexistant dans n'importe quelle phase, son potentiel quand dans cette phase devrait être plus haut que dans les autres dans lequel il est réellement présent; mais à mesure que le potentiel augmente logarithmiquement quand la densité du constituant est indéfiniment diminuée, cette condition est automatiquement satisfaite ou, plus strictement, le constitutent ne peut pas être entièrement See also:absent, mais la présence de la plus seule trace suffira pour satisfaire la condition de l'égalité du potentiel. Quand l'action de la force de la pesanteur est prise en considération, le potentiel de chaque constituant doit inclure le potentiel de la gravité gh; dans l'état d'équilibre tout le potentiel de chaque constituant, y compris la présente partie, doit être le même dans toutes toutes les parties du système dans lequel c'est librement mobile. Un exemple est la loi de See also:Dalton des distributions indépendantes des gaz dans l'atmosphère, s'il étaient dans un état de See also:repos. Un rapport semblable s'applique à d'autres formes d'énergie potentielle mécanique surgissant à partir des actions à une distance. Quand un léger changement constitutif se produit dans un élément galvanique à la température donnée, produisant l'énergie disponible du See also:courant électrique, d'une façon réversible et isothermally, aux dépens de l'énergie chimique, c'est l'énergie libre du système E À, non sa énergie intrinsèque totale, dont la valeur doit être conservée pendant le processus. Ainsi la force électromotrice est égale au changement de cette énergie libre par équivalent électrochimique de la réaction dans la cellule. Cette proposition, développée par Gibbs et plus tard par Helmholtz, modifie le plus tôt de Kelvinwhich a tacitement assumé toute l'énergie de la réaction pour être availableexcept dans les See also:caisses de ce type de la cellule d'un Daniell, en laquelle l'importance de la force électromotrice ne dépend pas raisonnablement de la température. Les effets produits sur les forces électromotrices par la différence des concentrations dans les solutions diluées peuvent être expliqués ainsi et tracés dehors, de la connaissance de la forme de l'énergie libre pour de tels cas; comme aussi effets de pression dans le cas des batteries de gaz. L'énergie libre ne dépend pas raisonnablement de si la substance est pleine ou le fusedfor les deux états sont dans l'équilibre à la température du fusionthough que toute l'énergie diffère dans ces deux cas par la chaleur de la See also:fusion; pour cette raison, car Gibbs a précisé, les potentiel-différences voltaic sont les mêmes pour fondu que pour l'à semi-conducteurs des substances concernées. Les relations impliquant potentiel de la constitution only.The d'un composant dans une solution donnée peuvent dépendre seulement la du le température et pression de la solution, et les densités des divers composants, y compris elle-même; car aucune distance-action n'est habituellement impliquée dans la physique chimique, elle ne dépendra pas des masses globales actuelles. L'exemple mentionné ci-dessus, de que le liquide coexistant de deux phases et la vapeur, indique il peut y avoir ainsi des relations entre les constitutions des phases actuelles dans un système chimique qui n'impliquent pas leurs masses totales. Celles-ci sont développées d'une façon très directe de procédé original de Willard Gibbs. À pour autant que les attractions une distance (une force uniforme telle que la pesanteur étant exceptée) et les actions capillaires aux interfaces entre les phases sont inopérantes, l'équation fondamentale (r) peut être intégrée. Augmentant les temps du volume k, et tous masses au même fait d'extentin, plaçant à côté de l'un l'autre les systèmes identiques de k au même EL d'augmentation de la température et de pressurewill) et à E dans le même rapport k; ainsi E doit être une fonction homogène du premier degré des variables indépendantes les See also:Di, v, ml. ., Zn,, et donc par le théorème d'Euler's concernant de telles fonctions E=Tpv+µimi+.... +g, le See also:mn• cette équation intégrale d'exprime simplement le caractère additif les énergies et des entropies des parties adjacentes du système à la température uniforme, et du du dépendre ainsi seulement de l'absence de l'action physique sensible directement à travers des distances finies. Si nous formons de lui l'expression pour le différentiel complet SOYEZ, et soustrayez (i), là reste la relation o=SSTvap+m, Sµi+.... } mnSµn. (2) ceci implique que dans chaque phase le changement de la pression dépend dessus et est déterminé par les changements de T, µl. . . µ "seulement; car nous savons à l'avance qu'une propriété physique comme la pression est une fonction analytique de l'état du système, c'est donc une fonction de ces quantités de n+ i. Quand elles sont toute l'indépendamment variable, les densités des divers constituants et de l'entropie dans la phase sont exprimées par les fluxions partiels de p en ce qui concerne eux: ainsi _ DP, mr_dp. v le dµ du décollement v, mais quand, comme dans le cas ci-dessus visé du chlorure du gaz d'ammonium existant partiellement dissocié avec ses constituants, les masses ne sont pas des relations linéaires indépendantes et nécessaires, meublées par les lois des proportions de See also:combinaison définies, subsistent entre les fluxions partiels, et la forme de la fonction qui exprime p est ainsi limitée, en quelque sorte qui est facilement exprimable dans chaque cas spécial. Cette proposition avec que la pression dans n'importe quelle phase est une fonction de la température et des potentiels des constituants indépendants, apparaît ainsi par See also:suite de l'axiome de Carnot combiné le principe d'énergie et l'absence des actions efficaces à une distance. Elle prouve qu'à une température donnée et pressurise les potentiels ne sont pas tou'indépendante, cela il y a une relation nécessaire les reliant. C'est l'équation éventé ou constitution de la phase, dont l'existence forme un mode d'expression du principe de Carnot, et dans ce que toutes les propriétés de la phase d'd'être impliquées et du du pouvoir pour être dérivé de là par différentiation simple. La phase Rule.When le système matériel contient seulement un monophasé, le nombre de variations indépendantes, en plus de la variation température et la pression, qui peut spontanément se produire dans sa constitution est ainsi une moins que le nombre de ses constituants indépendants. Mais où plusieurs phases coexistent en See also:contact dans le même système, le nombre de variations indépendantes possibles peut être beaucoup plus petit. See also: En conclusion, quand mais une phase, l'eau de parole, est présent, la pression et température peut changer indépendamment. Le premier exemple illustre la caisse de systèmes, examen médical ou produit chimique, dans lequel il y a seulement un état possible d'équilibre, formant un point de transition entre différentes constitutions; dans le deuxième type chaque température a ses propres état complètement déterminé d'équilibre; dans d'autres cas la constitution dans l'état d'équilibre est indéterminée en ce qui concerne le nombre correspondant de degrés de liberté. Par l'aide de cette règle de phase de Gibbs le nombre de différentes substances chimiques agissant l'un sur l'autre réellement dans un système complexe donné peut être déterminé à partir de l'observation du degré de variation spontanée qu'elle See also:montre; la règle se trouve ainsi à la base du sujet moderne l'équilibre chimique et le changement chimique continu dans les mélanges ou les See also:alliages, et à cet égard elle largement d'd'application et du du développ dans les investigations expérimentales sur Roozeboom et See also:fourgon 't Hoff et d'autres chimistes physiques, principalement de l'école hollandaise. Point auquel la théorie peut être pratiquement développée: Elle est seulement dans les systèmes dans lesquels le nombre de variables indépendantes est petit en termes de que les formes des divers potentiels, ou la forme de l'équation caractéristique fondamentale exprimant l'énergie du système en termes de son entropie et constitution, ou pression température et les potentiels, qui les inclut toutes, puissent être aisément approchées de par des déterminations expérimentales. Même dans le cas de l'eau-vapeur simple de système, qui est fondamentale pour la théorie du vapeur-moteur, ceci encore n'a pas été complètement accompli. La théorie générale est en grande partie confinée ainsi, comme ci-dessus, à définir les restrictions au degré de variabilité d'un système chimique complexe que le principe de Carnot impose. Le traçage hors de ces relations générales de continuité d'état est beaucoup facilité par les diagrammes géométriques, tels que See also: En termes de si, après Gibbs, nous appliquons son équation (2) exprimant la pression température et les potentiels, à une solution très diluée des substances m2, m. . . M, dans une substance dissolvante m, et changent seul M. de coordination, p et T restant unvaried, nous ont dans le dµ de vacarme d'état d'équilibre, la dg "mrdnr+m'dmr+... + m"dmr = o, en lequel chaque m à moins que m1 soit très petit, alors que le dµ, /dmr est vraisemblablement fini. Car la deuxième See also:limite est ainsi finie, ceci exige que tout le potentiel de chaque M. composant, qui est mrdµr/dmr, sera fini, Kr de parole, dans la limite quand M. est nul. Ainsi pour des concentrations très petites le µr potentiel d'un composant dilué doit être des krlogmils de forme, étant proportionnel au See also:logarithme de la densité de ce composant; il tend ainsi logarithmiquement à une valeur infinie aux concentrations évanescents, prouvant que le déplacement des dernières traces de n'importe quelle impureté exigerait la dépense proportionnée infinie de l'énergie disponible, et est donc pratiquement impossible avec des intensités finies de la force. Il devrait noter, cependant, que cet argument s'applique seulement aux expressions liquides, pour dans le cas du dépôt d'un solide dedans, n'est pas uniformément distribué tout au long de la phase; ainsi il reste possible que la croissance d'un cristal sur sa surface dans le soluté expulse toute l'eau excepté comme est sous une certaine forme de combinaison chimique. La valeur précise de cette expression logarithmique pour le potentiel peut aisément être déterminée pour le cas d'un gaz parfait de ses propriétés caractéristiques, et peut être de là prolongée à d'autres formes diluées de matière. Nous avons pv=R/m.T pour la masse d'unité du gaz, où m est le See also:poids moléculaire, étant 2 pour l'hydrogène, et R est une égale constante à l'orteil de 82 X dans les unités dynamiques de C.g.s., ou 2 calories approximativement dans les unités thermiques d'énergie, qui est le même pour tous les gaz parce qu'ils ont tout le même nombre de molécules par volume unitaire. L'incrément de la chaleur reçu par la masse d'unité du gaz est aH=psv+KaT, K étant de ce fait la chaleur spécifique au volume constant, qui peut être une fonction seulement de la température. Ainsi $ = jdH/T = See also:notation v+ f sT-1dT de R/m.; et l'énergie disponible A par masse d'unité est ETclt+Tito où H;=E+fed'l ', être intégral pour un état standard, et e étant énergie intrinsèque de constitution chimique; de sorte que notation v de la rue -1dT R/m.T du rcdT T f de A = d'E+See also:doT+ f. S'il y a des molécules de v dans la masse d'unité, et N par volume unitaire, nous avons le mon = Nmv, chacun qui est 2 où le v'est le nombre de molécules par masse d'unité en hydrogène; ainsi l'énergie libre par molécule est a'+R'TlogbN, où b=m/2v ', R'=R/2v ', et 'est une fonction seul de T. Il est usuel d'éviter de présenter le v'constant moléculaire inconnu en travaillant avec de l'énergie disponible par "See also:gramme-molécule," c'est-à-dire, pour un See also:certain nombre de grammes exprimés par le poids moléculaire de la substance; c'est un multiple constant de l'énergie disponible par molécule, et est a+RT logy, p étant la densité égale aux bN où b=m/2v '. Cette formule peut maintenant être sortie par addition simple à un mélange des gaz, sur la See also:terre du principe expérimental de Dalton que chacun des composants se comporte en présence des autres car elle ferait dans un vide. Les composants sont, en fait, réellement séparables complètement ou partiellement des manières réversibles qui peuvent être combinées dans des cycles, par exemple, ou bien (I.) par diffusion par une See also:cloison poreuse, tenant compte du travail des pressions, ou (ii.) en utilisant la constitution modifiée vers le dessus d'une See also:longue See also:colonne du mélange résultant de l'action de la pesanteur, ou (iii.) par absorption réversible d'un composant simple. En termes de si nous utilisons au lieu de l'énergie disponible la forme d'équation caractéristique qui donne la pression température et des potentiels, la pression du mélange est exprimée comme somme de ceux qui appartiennent à ses composants: cette équation a été faite par Gibbs la base de son théorie analytique de mélanges de gaz, qu'il a examinés par son application aux seules données puis disponibles, ceux de l'équilibre de la dissociation de la vapeur du peroxyde d'See also:azote (2NO2 N204). Principe osmotique de t Hoff de fourgon ': Explanation.We théoriques procèdent See also:examiner à quelle distance les mêmes formules comme se tiennent pour des gaz s'appliquent à l'énergie disponible de la matière en solution qui est ainsi dilue que chaque molécule de la substance dissoute, cependant probablement le centre d'un complexe des molécules du dissolvant, a lieu pendant presque toute l'heure au delà de la sphère de l'See also:influence directe des autres molécules de la substance dissoute. L'énergie disponible est une fonction seulement de coordonne de la matière dans le hulk et la température; son changement sur davantage de dilution, par laquelle nous seul sommes concernés dans les transformations des solutions diluées, peut dépendre seulement du désaccouplement plus ultérieur de ces complexes moléculaires dans l'espace qui est de ce fait produit, car personne d'eux n'est en soi a changé. Le changement est donc une fonction seulement du nombre N des molécules dissoutes par volume unitaire, et de la température, et est, par molécule, exprimable sous une forme entièrement indépendante de leur constitution et de See also:celle du See also:milieu dans lequel ils sont dissous. Ceci suggère que l'expression pour le changement sur la dilution soit identique connue pour un gaz, en lequel les mêmes molécules existeraient librement et dans les sphères de chacun d'extérieur principal de l'influence; ce qui confirme et est vérifié par le principe expérimental du fourgon 't Hoff, cette pression osmotique obéit les lois de la pression gazeuse avec identiquement les mêmes constantes physiques que ceux des gaz. Il peut se tenir, en fait, que cette See also:suggestion ne fait pas défaut à une démonstration, sur la base du principe de Carnot, et indépendant de la théorie moléculaire spéciale, qui dans tous les cas où les molécules d'un composant, s'il soit d'un gaz ou d'une solution, sont les sphères de chacun extérieures de l'influence, l'énergie disponible, autant que dilution de respect, doit avoir une forme commune, et les constantes physiques doivent donc être les gaz-constantes connues. L'exposition usuelle dérive ce principe, par un argument impliquant des cycles, de la loi d'See also: Pour nous bidon par seul déplacement géométrique changeons l'ordre des corps afin de mettre les différents en contact direct. Si ceci dérangeait l'équilibre thermique, nous pourrions construire des processus cycliques pour tirer profit de l'écoulement résultant de la chaleur pour effectuer le travail mécanique, et de tels processus pourraient être menés sans limite. Ainsi on le montre que dans si un corps A est l'température-équilibre avec B, et le B avec C, alors A doit être dans l'équilibre avec C directement. Cet argument peut être appliqué, par l'aide des cloisons adiabatiques, même lorsque les corps sont dans un domaine de la force de sorte que le travail mécanique soit exigé pour changer leur See also:arrangement géométrique; il en fait a été utilisé par Maxwell pour sortir du cas d'un gaz à celle de n'importe quel autre système la proposition que toute la température est la même le long d'une colonne verticale dans l'équilibre sous la pesanteur. Il avait été montré de la théorie cinétique par Maxwell que dans une gaz-colonne l'énergie cinétique See also:moyenne des molécules est la même à toutes les tailles. Si le seul essai de l'égalité de la température consistait en mettant les corps en contact, ce serait plutôt une See also:preuve que la température thermique est de la même nature physique dans toutes les parties du See also: étant les See also:nombres de molécules des différents types qui participent à la réaction, comme montré par sa équation chimique, positif compté quand elles apparaissent, négatif quand elles disparaissent. Alors dans l'état de la notation b2N2) -1- de la notation bIN1) +n2(a'2+R'T de l'équilibre nl(a'i+R'T.... doit disparaître. Par conséquent Nl"IN2"2. . . doit être égal à K, une fonction seule de la température. Cette loi, à l'origine basée par Guldberg et Waage sur des See also:statistiques directes d'interaction moléculaire, exprime pour chaque température la relation reliant les densités des substances agissantes l'un sur l'autre, en dilution comparable en ce qui concerne la densité à l'état gazeux parfait, le moment où la réaction est venue à l'état d'équilibre mobile. Toutes les propriétés de n'importe quel système, y compris la chaleur de la réaction, sont exprimables en termes de sa énergie disponible A, égale à ET0+00t. Ainsi comme constitution des changements de système avec la température, nous avons le d~ du dA De oT=dT-TdT(00o) où Se = +-sw SH, l'cOh = TS4, être SH la chaleur et des commutateurs mécaniques et énergie chimique donnée au système à la température constante; par conséquent d(dT`~ '_ -4-00, de sorte que d_W d'A=E+Td() ce qui à est équivalent d/A W 'EW=T'dT1 T) cette formule générale, à à l'application différentiel, à à l'exprimer la chaleur SESW absorbée par une réaction en termes de SA, le changement produit par lui de l'énergie disponible du système, et du commutateur, du travail mécanique et électrique effectué sur le système pendant son progrès. Dans le problème de la réaction dans les systèmes gazeux ou dans la solution très diluée, le changement de l'énergie disponible par molécule de la réaction s'est juste avéré SA=Å0+R'TlogK ', où K'=bf'1b2"2 K; ainsi, quand la réaction est spontanée sans exiger le travail externe, la chaleur absorbée par molécule de la réaction est TZdT T, ou R'T2d:l.log K. Cette formule a été utilisée en le fourgon 't Hoff pour déterminer, en termes de chaleur de la réaction, le déplacement de l'équilibre dans divers systèmes résultant de la variation température; pour K, l'égale à Nl"IN2"2..., est la réaction - le paramètre par lequel la température seul affecte la loi de l'équilibre chimique dans les systèmes dilués. Phénomènes Dièdres: L'équation caractéristique du liquide Films.The jusqu'ici développée se rapporte à l'état d'un élément de la masse à l'intérieur d'une substance homogène: elle ne s'applique pas à la matière à proximité de la transition entre deux phases adjacentes. Une See also:analyse remarquable a été développée par J. W. Gibbs dans lequel les méthodes actuelles au sujet de la matière en vrac sont sorties aux phénomènes à une telle interface, sans introduction de n'importe quelle théorie moléculaire; elle forme l'accomplissement thermo-dynamique de la théorie mécanique du See also:gauss de capillarité, basée sur la forme tôt du principe de l'énergie totale. La validité de la doctrine fondamentale de l'énergie disponible, autant que respect tout des actions mécaniques en vrac tel que les tensions superficielles, est postulée, même lorsqu'appliqué aux couches dièdres tellement légèrement quant à soit au delà de nos moyens de la mesure; l'argument des mouvements perpétuels étant disponibles ici aussi, dès que nous vérifierons expérimentalement de que lesdites tensions sont les propriétés physiques définies de l'état l'interface et des phénomènes pas simplement accidentels. Le procédé consistera alors en assumant un excès défini d'énergie, d'entropie, et des masses des divers composants, chacune par surface d'unité, à l'interface, le potentiel de chaque être composant de la nécessité, dans l'équilibre, les mêmes qu'il est dans les masses adjacentes. La See also:couche de transition dièdre fournit ainsi dans un sens par nouvelle surface-phase coexistante en ceux de chaque côté d'elle, et ayant sa propre équation caractéristique. C'est seulement l'ampleur l'interface et non ses courbures qui doivent entrer dans cette relation, de parce qu'on peut éliminer n'importe quelle légère influence du dernier de l'équation en déplaçant légèrement la position de la surface qui est prise pour représenter l'interface géométriquement. Par un argument semblable à un donné ci-dessus, on lui montre en fonction de qu'un des formes de l'équation caractéristique est une relation exprimant la tension superficielle la température et les potentiels des divers composants actuels des deux côtés de l'interface; et à partir de la différentiation de ceci les densités extérieures des distributions superficielles de ces composants (comme au-dessus de défini) peuvent être obtenues. Les conditions qu'une nouvelle phase indiquée peut devenir se sont développées de le moment où deux autres indiqué sont mises en contact, c.-à-d. qu'une réaction chimique peut commencer à l'interface, de là sont formellement exprimées en termes de tensions superficielles les trois couches de transition et les pressions en trois phases. Dans le cas d'un See also:savon-film mince, la prolongation soudaine de n'importe quelle partie réduit la densité dièdre de chaque composant sur chaque surface du film, et ainsi change la tension superficielle, qui a besoin de l'heure de récupérer par la diffusion très lente du matériel dissous d'autres parties de la couche mince; le système étant stable, ce changement doit être une augmentation de tension, et constitue une espèce d'élasticité dans le film. Ainsi dans un film See also:vertical la tension superficielle doit être plus grande dans les pièces plus élevées, car ils doivent soutenir le poids des parties plus inférieures; les parties supérieures, en fait, s'étendent jusqu'à ce que les densités superficielles des composants là situés soient réduites aux See also:montants que le sao de d correspondent à la tension exigée à cette fin. Un tel film n'a pas pu donc se composer de l'eau pure. Mais il y a une limite à ces processus: si le film devient tellement légèrement qu'il n'y a aucune eau en vrac entre ses surfaces, les tensions ne peuvent pas s'ajuster in de cette façon lente par la See also:migration des composants d'une part du film à l'autre; si le film peut survivre du tout après qu'il soit devenu de l'épaisseur moléculaire, il doit être comme structure moléculaire définie toute à travers son épaisseur. D'un tel type sont les taches noires de qui éclatent en savon-films (suggérés par Gibbs et prouvés par les See also:mesures Reinold et Rucker): les taches augmentent dans la See also:taille par parce que leur tension est inférieure cela du film environnant, mais leur augmentation indéfinie est vraisemblablement arrêtée dans la pratique obstruer ou agence visqueuse à leur frontière. La transition au sujet moléculaire de Theory.The de l'énergétique, basé sur la doctrine de l'énergie disponible, traite la matière en vrac et n'est pas concernée par sa constitution moléculaire, qu'il est expressément conçu pour éliminer du problème. Cette analyse des phénomènes de la tension superficielle montre qu'à quelle distance le principe de la négation des mouvements perpétuels peut nous porter, dans des régions ce qui à première vue pourrait être classé comme moléculaire. Mais, comme dans d'autres cas, il est limité à préciser l'arrangement général des relations dans lesquelles les phénomènes peuvent avoir leur jeu. Il y a maintenant un corps considérable de tension superficielle de corrélation de la connaissance avec la constitution chimique, spécialement dans une certaine mesure avec la densité numérique de la See also:distribution des molécules; ainsi R. See also:Eotvos a prouvé de qu'une loi de la proportionnalité existe pour les classes larges des substances entre le température-gradient la tension superficielle et la densité des molécules au-dessus de la couche extérieure, qui change comme puissance de deux-tiers du nombre par volume unitaire (voir la See also:CHIMIE: Examen médical). Ceci nous prend dans la sphère de la science moléculaire, où actuellement nous avons seulement de telles indications en grande partie dérivées de l'expérience, si nous exceptons la seule notion des forces inter-atomiques du caractère inconnu sur lesquelles les théories plus anciennes de capillarité, ceux de See also:Laplace et See also:Poisson, avons été construits. Dans d'autres matières les mêmes restrictions à la portée de la théorie statique simple d'énergie apparaissent. Du comportement assuré à certains égards des médias gazeux nous pouvons construire leur équation caractéristique, et corrélons leurs relations restantes au moyen de ses conséquences. Une partie de la connaissance expérimentale exigée à cette fin est les valeurs des gaz-constantes, qui s'avèrent être les mêmes pour les gaz tout presque parfaits. La doctrine de l'énergétique par elle-même ne peut donner aucun See also:indice quant à pourquoi ceci devrait être ainsi; elle peut seulement construire un arrangement pour chaque milieu simple ou complexe sur la base de ses propres équation caractéristique expérimentalement déterminée. L'explication des uniformités dans les constitutions intrinsèques de divers médias appartient à la théorie moléculaire, qui est une distincte et principalement un département plus complexe et plus spéculatif de la connaissance. Quand nous procédons plus loin et trouvons, avec le fourgon 't Hoff, que ces mêmes gaz-constantes universelles réapparaissent dans les relations des solutions très diluées, notre See also:demande d'une explication telle que le bidon seulement soit fournie par théorie moléculaire (comme supra) est intensément stimulée. Mais excepté à des égards de ce type de la doctrine de l'énergétique donne une synthèse complète le cours et des relations des réactions chimiques de la matière en vrac, duquel nous pouvons éliminer l'atomism tout à fait en redisant la théorie atomique simplement numérique de Dalton comme principe d'équivalent combinant des proportions. Des années récentes il quant à l'y a eu une école considérable des chimistes qui insistent pour ce procédé comme See also:purification de leur science des idées hypothétiques les atomes et les molécules, en termes de lesquelles ses faits expérimentaux sont See also:venus pour être exprimés. Un système complet de doctrine peut être développé de cette manière, mais sa portée sera limitée. Elle se sert d'un principe de corrélation, la doctrine de l'énergie disponible, et jette un autre de ce genre principe, la théorie atomique. Ni peut il dire que l'un principe est vraiment plus sûr et défini que l'autre. Ceci peut être illustré par ce qui par des auteurs d'German s'est parfois appelé le See also:paradoxe de Gibbs's: l'énergie qui est disponible pour l'effet mécanique dans l'inter-diffusion des volumes donnés de deux gaz de dépend seulement ces volumes et leurs pressions, et de de l'être indépendante de ce que sont les gaz; si gasesdiffered seulement infinitesimally dans la constitution c'était toujours pareil, et la question se pose où nous devons s'arrêter, parce que nous ne pouvons pas supposer l'inter-diffusion de deux gaz identiques pour être une source de puissance. Ceci ressemble alors un vrai échec, ou plutôt limitation, du principe; et il y a d'autres tels, celui peut seulement être d'une manière satisfaisante expliqué par l'aide de la doctrine complémentaire de la théorie moléculaire. Cette théorie, en fait, prouve que plus les identiques les gaz sont plus presque, le plus See also:lent sera le processus de l'inter-diffusion, de sorte que l'énergie mécanique soit en effet disponible, mais seulement après une période qui devient indéfiniment prolongée. C'est un cas dans lequel la doctrine simple de l'énergétique devient insatisfaisante avant que la limite soit atteinte. Les phénomènes de fortement rarefied des gaz fournissent d'autres cas. Et en fait la seule raison a jusqu'ici pensé à pour la tendance invariable de l'énergie disponible de diminuer, est qu'elle représente le principe général qui dans le jeu cinétique d'un vaste assemblage des molécules indépendantes individuellement au delà de notre commande, la tendance normale est pour que les régularités diminuent et les mouvements pour devenir moins corrélée: court d'une certaine une telle raison, c'est un principe empirique non expliqué. Dans les départements spéciaux de la physique dynamique d'autre part, la théorie moléculaire, là dynamique et donc beaucoup plus difficile et moins définie, est une partie indispensable du See also:cadre de la science; et même la chimie expérimentale se penche maintenant de plus en plus sur de See also:nouvelles méthodes physiques et See also:instruments. Sans théorie moléculaire l'indice qui s'est développé en analyse du spectre, apportant avec lui la chimie stellaire et une nouvelle See also:astronomie physique, n'aurait pas été disponible; ni les lois la diffusion et la See also:conduction en gaz auraient atteint plus qu'une forme empirique; ni il aurait été possible de tisser les phénomènes l'electrodynamics et le rayonnement dans une théorie entièrement raisonnable du. La doctrine de l'énergie disponible, comme expression de théorie thermo-dynamique, est directement impliquée dans Essai de Carnot de 1824, et constitue, en fait, son thème principal; elle a pris un début frais, à la lumière de la plus pleine connaissance expérimentale concernant la nature de la chaleur, dans les mémoires tôt de Rankine et de seigneur Kelvin, qui peuvent être trouvés en leur journal scientifique rassemblé; une exposition suivante se produit dans la théorie du maxwell's de la chaleur; sa forme plus familière de rapport est principe de seigneur Kelvin de la dissipation de l'énergie disponible. Ses principes étaient appliqués très tôt par James Thomson à un problème physico-chimique, celui de l'influence de l'effort sur la croissance des cristaux en leur liqueur mère. "la fonction thermo-dynamique" présentée par Rankine dans son développement est identique à l'"entropie" du système matériel, indépendamment définie par temps à peu près identique de Clausius. La forme de Clausius du principe, celle dans un système adiabatique que l'entropie tend continuellement à augmenter, a été placée par See also:professeur Willard Gibbs, d'université de Yale, à la base de son développement magnifique mais complexe et difficile de la théorie. Son mémoire monumental "sur l'équilibre des substances hétérogènes," a édité la première fois dans le See also:transport. Académie du Connecticut (1876-1878), faite un champ propre du sujet; et les ouvriers en science expérimentale moderne de chimie physique sont revenus à elle à plusieurs reprises pour trouver leurs principes empiriques prévus à la lumière de la théorie pure, et pour dériver l'See also:inspiration fraîche pour de nouveaux départs. Comme particulièrement préparatoire à la discussion générale de Gibbs peut être le mémoire de seigneur See also:Rayleigh's mentionné sur la thermodynamique de la diffusion gazeuse (Phil. mag., 1876), qui a été exposée par Maxwell dans la 9ème édition de l'Ency. Brit. (DIFFUSION d'See also:art.). L'importance fondamentale de la doctrine de la dissipation de l'énergie pour la théorie de réaction chimique déjà avait été exigée dessus d'une façon générale par Rayleigh; suivant à, mais indépendamment de, le travail de Gibbs elle avait été élaborée par von Helmholtz (Gesamm. Abhandl. ii. et III.) en liaison avec la thermodynamique des cellules voltaic, et plus en See also:particulier dans le calcul de l'énergie libre ou disponible des solutions des données de vapeur-pression, en vue de l'application à la théorie de cellules de concentration, là-dedans venant également près de la doctrine de la pression osmotique. Cette forme de la théorie générale ici a été tracée en arrière sensiblement à seigneur Kelvin sous la date 1855. Des expositions et les développements sur de diverses See also:lignes seront trouvés en journal par Riecke et par Planck dans le der Physik entre 1890 et 'goo de 398 Annalen, au cours d'un mémoire par Larmor, Phil. Trans., 1897, A, dans le der Physik et son Thermodynamik plus récent de l'abrégé de Voigt, dans le caber Thermodynamik de Vorlesungen de Planck, dans dans la théorie de Whetham de solution et en le chimique raffiné de Traite de mecanique de Duhem et le thermodynamique de Le Potential, thermodynamique de See also:Bryan. Des applications nombreuses aux problèmes spéciaux sont exposées conférences de t Hoff dans fourgon des 'sur la chimie théorique et physique. La théorie dans par d'énergétique, qui met une limite diminuante sur la quantité d'énergie disponible pour des buts mécaniques, est étroitement impliquée la découverte des substances radioactives normales par H. See also:Becquerel, et leur isolement sous la forme très efficace de See also:sels de radium le M. et la Mme. See also:Curie. La dégradation lente du radium s'est avérée par le dernier pour être pour une évolution de la chaleur, dans énorme de quantité comparé à d'autres changements chimiques. Cette chaleur a été montrée par E. See also:Rutherford pour être au sujet de ce qui doit être dû à l'interruption le du a et 13 particules, qui sont émises de la substance avec des vitesses presque de la même See also:balance que cela de la lumière. Si elles heurtaient une See also:cible See also:rigide idéale, leur énergie cinétique perdue doit tout être envoyée loin comme rayonnement; mais quand elles deviennent empêtrées parmi les molécules de la matière réelle, elle sera largement See also:mise en See also:commun entre elles comme chaleur, avec la disponibilité réduite en conséquence. De toute façon les particules qui s'échappent dans l'espace environnant sont tellement peu et leur vitesse si uniforme que nous pouvons, dans une certaine mesure, traiter leur énergie comme directement disponible mécaniquement, dans le contradistinction à l'énergie de différentes molécules d'un gaz (démons de cf. maxwell's"), par exemple pour conduire une See also: Théoriquement il est possible d'obtenir la concentration illimitée de la disponibilité de l'énergie aux dépens d'une quantité équivalente de dégradation a réparti un champ plus large; le pouvoir des fours électriques, qui ont récemment ouvert un nouveau département de chimie, et sont limités seulement par le caractère réfractaire des matériaux desquels ils sont constitués, formes un exemple. En radium nous avons le phénomène très remarquable d'une concentration bien plus élevée se produisant naturellement dans des montants permanents très minutieux, de sorte que le tamisage simplement chimique soit nécessaire pour produire son agrégation. Même dans le See also:pitchblende seulement une molécule dans Io9 semble être de radium, renouvelable, cependant, une fois perdue, par transformation interne. L'énergétique du RAYONNEMENT est traitée sous cette See also:rubrique. Voir également la THERMODYNAMIQUE. (J. L. L'information et commentaires additionnelsIl n'y a aucun commentaire pourtant pour cet article.
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