г. Неквазистатический изотермический процесс.

Кроме свойств неквазистатических адиабатических процессов, мы можем также вывести важные соотношения для изотермических процессов. Для таких процессов множитель в выражении (15.2) можно вынести за знак интеграла, откуда, умножая на получаем 2

Согласно первому закону, который имеет совершенно общее значение, откуда

или

Внешняя работа, совершенная системой при неквазистатическом изотермическом процессе, меньше, чем уменьшение свободной энергии. Для квазистатического процесса сохраняется знак равенства; тогда неравенство (15.6) переходит в равенство (12.2). Итак, работа, совершенная при неквазистатическом изотермическом процессе, меньше работы, совершенной при

квазистатическом изотермическом процессе между теми же начальным и конечным состояниями.

Мы можем представить это с точки зрения кинетической теории, рассматривая газ, который совершает работу во время расширения. Когда поршень выдвигается со скоростью давление на поршень со стороны газа уменьшается и будет равно приближенно так как количество движения, передаваемого при соударении молекул с поршнем, определяется их относительной скоростью [см. часть I, формула (2.7)]. При мы снова получаем обычное выражение для давления; но когда скорость поршня велика по сравнению со скоростями молекул, давление стремится к нулю, ибо тогда молекулы не могут догнать поршень.

Если температура и объем остаются постоянными, и

При неквазистатическом изотермическом процессе, происходящем при постоянном объеме, свободная энергия может только уменьшаться или оставаться постоянной.

Если же остаются постоянными температура и давление, то

и (15.6) приводится к виду

При неквазистатическом изотермическом процессе, происходящем при постоянном давлении, свободная энтальпия может только уменьшаться или оставаться постоянной.