Page - 102 - in Vorlesungen über Thermodynamik

Der zweite Hauptsatz der Wa¨rmetheorie 102 die ganze von dem System nach außen hin geleistete Arbeit ist gleich der Abnahme von F, ha¨ngt also nur von dem Anfangs- und Endzustand des Vorgangs ab. Ist F1 =F2, wie z.B. bei einem Kreisprozeß, so ist die a¨ußere Arbeit gleich Null. (Vgl. §139.) Da somit die Funktion F zu der a¨ußeren Arbeit in ganz derselben Beziehung steht, wie die Energie U nach der Gleichung (17) zu der Summe von a¨ußerer Arbeit und a¨ußerer Wa¨rme, so heißt F nach H. v. Helmholtz die ” freie Energie“ des Systems (vollsta¨ndiger wu¨rde sie heißen: ” freie Energie fu¨r isotherme Vorga¨nge“), und dementsprechend U die ” Gesamtenergie“, und der Rest: U−F=TS=G die ” gebundene“ Energie des Systems. Letztere liefert demnach fu¨r einen reversibeln isothermen Vorgang durch ihre A¨nderung die a¨ußere Wa¨rmeaufnahme. Man kann dies auch so ausdru¨cken: Bei reversibeln isothermen Prozessen zerfa¨llt der Satz der Erhaltung der Energie: U2−U1 = ∑ A+ ∑ Q in zwei getrennte Teile: den Satz der freien Energie: F2−F1 = ∑ A, und den Satz der gebundenen Energie: G2−G1 = ∑ Q. Aber es ist wohl zu beachten, daß diese Zerlegung nur fu¨r reversible isotherme A¨nderungen durchfu¨hrbar ist. Bei irreversibeln isothermen Vorga¨ngen ist nach (70a): dF <A, integriert: (73) F2−F1< ∑ A, d.h. die freie Energie nimmt weniger zu als der verbrauchten Arbeit entspricht. In Verbindung mit dem obigen Resultat fu¨r reversible Prozesse kann man dies auch so formulieren: Bei irreversibeln isothermen Prozessen ist die verbrauchte Arbeit immer gro¨ßer, also die gewonnene Arbeit immer kleiner als diejenige Arbeit, welche man bei der na¨mlichen Zustandsa¨nderung des Systems verbrauchen bez. gewinnen wu¨rde, wenn sie auf reversibelm