Großkanonisches Potential
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- Thermodynamik
Das Großkanonische Potential, auch Landau-Potential, ist ein in der Statistischen Mechanik verwendetes thermodynamisches Potential, welches vorwiegend für irreversible Prozesse offener Systeme verwendet wird.
Das Großkanonische Potential wird definiert durch
- Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \Omega \ \stackrel{\mathrm{def}}{=}\ F - \mu N = U - T S - \mu N,
wobei F die Freie Energie, U die Innere Energie, T die Temperatur des Systems, S die Entropie, μ das chemische Potential und N die Teilchenzahl des Systems ist. Anstelle von Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \Omega wird zuweilen auch Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \Phi_{G} , J oder K verwendet.
Eine infinitesimale Änderung des großkanonischen Potentials ist gegeben durch
- Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \mathrm{d}\Omega = - S \mathrm{d}T - N \mathrm{d}\mu - p \mathrm{d}V,
wobei p gleich dem Druck ist und V das Volumen des Systems bezeichnet.
Wegen der thermodynamischen Euler-Gleichung ist das großkanonische Potential identisch mit
- Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \Omega = - p V .
Bei konstanter Temperatur und konstantem chemischen Potential strebt das großkanonische Potential eines thermodynamischen Systems, welches ohne Arbeitsumsatz sich selbst überlassen wird, einem Minimum zu.