174
Глава XII. Шестое качало ОТ
6. ЧЕТВЕРТЫЕ И ДРУГИЕ ЗАКОНЫ СТРУКТУРЫ
И ЕЕ СИММЕТРИИ
И ЕЕ СИММЕТРИИ
Четвертому аргументу (Е?; Р\) перечня (160) соответствует характеристическая функция
(195)
(196)
С учетом размерности функцию Ац приходится выбирать таким образом, чтобы соблюдались требования
(197)
В результате из выражений (196) и (197) находим
(198)
Эта функция получается из (183), если в последней поменять местами индексы 1 и 2. В термодинамике применительно к термомеханической системе (индекс 1 по-прежнему отнесен к термической, а индекс 2 — к механической степени свободы) величина Л4 именуется свободной энергией и обозначается буквой F. Этот термин был введен в термодинамику Гельмголь-цем. Свободная энергия конструируется следующим образом [18, с. 182]:
(199)
(200)
Физический смысл свободной энергии легко установить, если рассмотреть взаимодействие системы и окружающей среды в условиях, когда Т = const (dT = Q). При этом из формулы (200) получаем
Отсюда видно, что свободная энергия численно равна механической работе системы в изотермических условиях (при постоянной температуре).
В противоположность свободной энергии F произведение TS именуют связанной энергией, причем
Принято считать, что связанная часть внутренней энергии TS
