معادله گیبس – هلمهولتز

معادله گیبس – هلمهولتز

اسلاید 1: 1

اسلاید 2: معادله گیبس-هلمولتنزاستاد:دانشجو:2

اسلاید 3: زندگی نامهويلارد گیبس در سال ۱۸۷۳ روش شناخت هندسی خواص ترمودینامیکی مواد با استفاده از سطوح را منتشر کرد که در آن اصول معادله جدید خود را طرح کرد. این اصول جدید قادر بود تا به پیش بینی یا برآورد گرایش های مختلف فرآیندهای طبیعی در حالتی که سیستم ها در تماس با یکدیگر هستند، بپردازد. با بررسی تعاملات مواد همگن در تماس با یکدیگر، یعنی اجسام متشکل از بخشی جامد، بخشی مایع و بخشی بخار، و با استفاده از یک نمودار انرژی سه بعدی آنتروپی، گیبس توانست سه حالت تعادل را به دست آورد. این سه حالت شامل حالت های لزوما پایدار، خنثی و ناپایدار بودند که می توانست توضیح دهد آیا در هر یک از این حالت ها تغییرات ایجاد می شود یا در گذر زمان هم ثابت می مانند.3

اسلاید 4: پس از آن، در سال ۱۸۸۲، هرمان فون هلمولتز (Hermann von Helmholtz)، دانشمند آلمانی، بزرگترین مقدار کار که ممکن است وقتی که واکنش به روش برگشت پذیر انجام می شود به دست آید، مانند کار الکتریکی در یک سلول (باتری) برگشت پذیر را نشان داد.بنابراین حداکثر کار به عنوان کاهش انرژی آزاد با انرژی موجود در سیستم در نظر گرفته می شود. (انرژی آزاد گیبس در دمای ثابت، فشار ثابت و یا به تعریفی دیگر انرژی آزاد هلمهولتز با نماد F در دما و حجم ثابت) بنابراین، G یا F مقدار انرژی آزاد برای کار تحت شرایط داده شده است.4

اسلاید 5: 5

اسلاید 6: جوسایا ویلارد گیبس (۱۱ فوریه ۱۸۳۹-۲۸ آوریل ۱۹۰۳) محقق و دانشمند آمریکایی که مقالات تئوریک فراوانی در زمینه های شیمی، فیزیک و ریاضی ارائه کرد. تحقیقات وی در زمینه ترمودینامیک تأثير به سزایی در تبدیل شیمی فیزیک به یک علم دقیق استنتاجی داشت. او به همراه جیمز کلرک ماکسول و لودویگ بولتزمان، مکانیک آماری را ایجاد کرد، که قوانین ترمودینامیک را به عنوان پیامدهای گروه اماری ذرات معرفی نمود. گیبس، هم چنین بر روی معادلات ماکسول نیز کارکرد تا مشکلات و ایرادات نورشناسی فیزیکی را حل کند. او به عنوان ریاضی دان، حساب برداری را ابداع کرد. این فرایند به صورت مستقل از محقق انگلیسی الیور هویساید که هم زمان بر روی این پروژه کار می کرد، انجام شد)6

اسلاید 7: در سال ۱۸۶۳، دانشگاه پیل پی اچ دی در زمینه مهندسی را به گیبس به عنوان نخستین آمریکایی اهدا کرد. پس از ۳ سال اقامت موقت در اروپا، گیبس به فعالیت خود در دانشگاه پیل ادامه داد، و از سال ۱۸۷۱ تا زمان مرگش به تدریس فیزیک ریاضی پرداخت. او به عنوان نخستین محقق نظری در آمریکا شناخته شد که به شهرت جهانی دست یافت، و توسط آلبرت اینشتین، «مغز متفکر تاریخ آمریکا» لقب گرفت. در سال ۱۹۰۱، گیبس، «به دليل خدماتش به فیزیک ریاضی»، به بزرگترین افتخار علمی در سطح بین المللی، یعنی مدال کا پلی از انجمن سلطنتی لندن دست یافت. 7

اسلاید 8: مفسران و زندگی نامه نویسان، از تضاد مابین زندگی آرام و منزویانه وی در نیوانگلند اواخر قرن و تأثیرات هنگفت ایده های وی در سطح جهانی سخن رانده اند. اگرچه که بیشتر آثارش به صورت تئوری هستند، ارزش کاربردی کارهای گیبس، در پیشرفت های بارز صنعت شیمی در نیمه اول قرن بیستم مشاهده می شود. رابرت ميليکان بیان می کند که گیبس همان کاری را برای مکانیک آماری و ترمودینامیک انجام داد که، لاپلاس برای مکانیک سماوی، و ماکسول برای الکترودینامیک انجام دادند، و زمینه تخصصی خود را از نظر ساختار نظری تکمیل نمود. 8

اسلاید 9: 9