Большая Советская Энциклопедия (ГИ) - [4]

, доказал правило фаз (общее условие равновесия гетерогенных систем), создал термодинамику поверхностных явлений и электрохимических процессов; Г. обобщил принцип энтропии, применяя второе начало термодинамики к широкому кругу процессов, и вывел фундаментальные уравнения, позволяющие определять направление реакций и условия равновесия для смесей любой сложности. Теория гетерогенного равновесия — один из наиболее абстрактных теоретических вкладов Г. в науку — нашла широкое практическое применение.

  В 1902 были опубликованы «Основные принципы статистической механики, излагаемые со специальным применением к рациональному обоснованию термодинамики», явившиеся завершением классической статистической физики, первоосновы которой были заложены в работах Дж. К. Максвелла и Л. Больцмана. Статистический метод исследования, разработанный Г., позволяет получить термодинамические функции, характеризующие состояние вещества. Г. дал общую теорию флуктуаций величин этих функций от равновесных значений, определяемых формальной термодинамикой, и адэкватное описание необратимости физических явлений. Г. является также одним из создателей векторного исчисления в его современной форме («Элементы векторного анализа», 1881— 1884).

  В трудах Г. проявились замечательно точная логика, тщательность в отделке результатов. В работах Г. до сих пор не обнаружено ни одной ошибки, все его идеи сохранились в современной науке.

  Соч.: The collected works, v. 1—2, N. Y. — L., 1928; The scientific papers, v. 1—2, N. Y., 1906; в рус. пер. — Основные принципы статистической механики, М. — Л., 1946; Термодинамические работы, М., 1950.

  Лит.: Семенченко В. К., Д. В. Гиббс и его основные работы по термодинамике и статистической механике (К 50-летию со дня смерти), «Успехи химии», 1953, т. 22, в. 10; Франкфурт У. И., Френк А. М., Джозайя Виллард Гиббс, М., 1964.

  О. В. Кузнецова.

Дж. У. Гиббс.

Гиббса правило фаз

Ги'ббса пра'вило фаз, основной закон гетерогенных равновесий, согласно которому в гетерогенной (макроскопически неоднородной) физико-химической системе, находящейся в устойчивом термодинамическом равновесии, число фаз не может превышать числа компонентов, увеличенного на 2 (см. Фаз правило); установлено Дж. У. Гиббсом в 1873—76.

Гиббса распределение

Ги'ббса распределе'ние, фундаментальный закон статистической физики, определяющий вероятность данного микроскопического состояния системы, т. е. вероятность того, что координаты и импульсы частиц системы имеют определённые значения.

  Для систем, находящихся в тепловом равновесии с окружающей средой, в которой поддерживается постоянная температура (с термостатом), справедливо каноническое Г. р., установленное Дж. У. Гиббсом в 1901 для классической статистики. Согласно этому распределению, вероятность определённого микроскопического состояния пропорциональна функции распределения f (q_i, p_i), зависящей от координат q_i и импульсов p_i частиц системы:

  где H (q_i, p_i) — функция Гамильтона системы, т. е. её полная энергия, выраженная через координаты и импульсы частиц, k — Больцмана постоянная, Т — абсолютная температура; постоянная А не зависит от q_i и p_i и определяется из условия нормировки (сумма вероятностей пребывания системы во всех возможных состояниях должна равняться единице). Т. о., вероятность микросостояния определяется отношением энергии системы к величине kT (которая является мерой интенсивности теплового движения молекул) и не зависит от конкретных значений координат и импульсов частиц, реализующих данное значение энергии.

  В квантовой статистике вероятность w_n данного микроскопического состояния определяется значением энергетического уровня системы E_п.

  Для идеального газа, т. е. газа. в котором энергией взаимодействия частиц можно пренебречь, каноническое Г. р. переходит в Больцмана распределение, определяющее вероятность того, что координата и импульс (энергия) отдельной частицы имеют данные значения (см. Больцмана статистика).

  Если система изолирована, то её энергия постоянна; в этом случае справедливо микроканоническое Г. р., согласно которому все микроскопические состояния изолированной системы равновероятны. Микроканоническое Г. р. лежит в основе Г. р. канонического.

  Лит. см. при статье Статистическая физика.

  Г. Я. Мякишев.

Гиббса термодинамический потенциал

Ги'ббса термодинами'ческий потенциа'л, то же, что Гиббсова энергия; см. также Потенциалы термодинамические.

Гиббсит

Гиббси'т (по имени американского минералога Дж. Гиббса, G. Gibbs, 1776—1833), минерал; то же, что гидраргиллит.

Гиббсова энергия

Ги'ббсова эне'ргия, энергия Гиббса, изобарный потенциал, одна из характеристических функций термодинамической системы, обозначается G, определяется через энтальпию H, энтропию S и температуру Т равенством

  G = H — TS.     (1)

  Г. э. является потенциалом термодинамическим. В изотермическом равновесном процессе, происходящем при постоянном давлении, убыль Г. э. данной системы равна полной работе, производимой системой в этом процессе, за вычетом работы против внешнего давления (т. е. равна максимальной полезной работе). Г. э. выражается обычно в