熱力学的ポテンシャル

熱力学的ポテンシャルは、システムの状態を熱力学変数の関数として記述する状態関数です。

内部エネルギーは、エントロピーと体積の関数です。温度と圧力は、それぞれ一定の体積とエントロピーでの内部エネルギーの偏差として表すことができます。

エンタルピーは、システムの内部エネルギーと、その圧力と体積の積の合計に等しくなります。dUを微分して代入すると、エントロピーと圧力の関数としてエンタルピーが減少します。したがって、温度と体積はエンタルピーの偏微分として得られます。

ヘルムホルツ自由エネルギーは、内部エネルギーから温度とシステムのエントロピーの積を差し引いたものとして与えられます。微小な変化の場合、方程式は体積と温度の関数になります。したがって、エントロピーと圧力は、ヘルムホルツ自由エネルギーの偏微分を使用して決定されます。

内部エネルギーをエンタルピーに置き換えると、ヘルムホルツ自由エネルギーがギブス自由エネルギーに変換されます。微分して単純化すると、方程式は温度と圧力の関数にさらに還元されます。同様の計算では、エントロピーと体積をギブスの自由エネルギーの偏微分として表します。