作者mantour (朱子)
看板Physics
标题Re: [请益] 热力学中稳定平衡的条件!
时间Sat Jan 10 12:34:54 2009
※ 引述《danny6430 (赖打)》之铭言:
: 热力学的稳定平衡条件
: 为当entropy最大时
: 问题一
: 把S(entropy)当成一个(U.V)的函数
: 当一个函数最要为最大值时
: 我记得应该是函数的一阶导函数在那个状态要等於0
: 且二阶导函数要小於0
这是单变数函数f(x)的极值的条件是f'(x)=0
这代表函数在这一点有水平切线
而要判断是极大还是极小再来看二阶导数
f''(x)<0 : 极大值
f''(x)>0 : 极小值
套用到双变数函数f(x,y)中,第一个条件自然就变成:
fx=0
fy=0
代表函数在这一点有水平切平面
但是只满足这样还不够,因为在双变函数,有水平切平面有可能会是saddle point
(如果忘记什麽叫做saddle point,可以翻一下微积分课本)
所以要多看一个判别式:
D = fxxfyy - fxy^2 > 0
以上都满足之後再来看是极大值还是极小值
方法也是看二阶导数
因为D>0时 fxx和fyy一定是同号的,所以随便看其中一个就可以了
fxx < 0 : 极大值
fxx > 0 : 极小值
: 可是我的课本上面却是写
: Suu<0(S对u二阶微分.我下面都这样表示唷)
: D>0(D=Suu*Svv-(Suv)^2)>0
: 请问这两个条件会一样吗?
: 为什麽阿?
: 问题二
: 由热力学第一定律
: dS=Sudu+Svdv=du/T+P/T*dv
: 所以我们知道Su=1/T Sv=P/T
: 现在我们要找出平衡条件为Cv>0
: 把Su在对u微分
: 得到
: Suu*dU+Svu*dV=-dT/T^2
: 这边课本上面就直接把dv那一项干掉了
因为Su=1/T
把T当作U,V的函数时,T只会跟U有关,跟V无关
这是理想气体的性质之一(假如这边不是在说理想气体的话就当我没说XD)
所以这边Su只是U的函数,不是V的函数
故Suv = Svu = 0
: 变成Suu*du=-dT/T^2
: 为什麽它可以直接干掉?
: 是因为T.V这是两个独立变数吗?
: 还是说因为过程中体积不改变阿@.@?
: 麻烦高手给个解释吧
: 感谢
: 课本:classical and statistical thermodynamics-ASHILEY H.CARTER
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1F:推 danny6430:非常感谢你~ 01/10 13:28