Гельмгольца энергия. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Гельмгольца энергия (свободная энергия, изохорно-изотермический потенциал) - один из термодинамических потенциалов, характеристическая функция при выборе объёма V и температуры T в качестве независимых термодинамич. переменных. Введена Дж. У. Гиббсом (J. W. Gibbs) в 1875, её использовал Г. Гельмгольц в 1882, к-рому принадлежит термин "свободная энергия". В статистич. физике более распространён термин "свободная энергия".

Существование энергии Гельмгольца есть следствие первого и второго начал термодинамики. Она связана с внутренней энергией U и энтропией S соотношением F=U-TS (для энергии Гельмгольца используют также обозначения А или ). Изменение энергии Гельмгольца при квазистатич. процессе равно

, следовательно, убыль энергии Гельмгольца при изотермич. процессе равна полной работе, совершаемой системой. Энтропию и давление можно получить, дифференцируя энергию Гельмгольца по T и V:

. Это означает, что энергия Гельмгольца есть характеристич. функция в переменных T и V. Для многокомпонентных систем

, где dN_i - приращение массы i-гo компонента,

_,v - хим. потенциал. Условием термодинамич. равновесия системы является минимум энергии Гельмгольца при постоянстве T, V и др. термодинамич. параметров, определяющих состояние системы.

В статистич. физике энергия Гельмгольца определяется через логарифм

статистич. интеграла (или статистич. суммы) Z:

Литература по энергии Гельмгольца

Знаете ли Вы, в чем фокус эксперимента Майкельсона?

Эксперимент А. Майкельсона, Майкельсона - Морли - действительно является цирковым фокусом, загипнотизировавшим физиков на 120 лет.

Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.

В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.

Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.