Potencjały termodynamiczne

Potencjały termodynamiczne to funkcje stanu, które opisują stan układu jako funkcję zmiennych termodynamicznych.

Energia wewnętrzna jest funkcją entropii i objętości. Temperaturę i ciśnienie można wyrazić jako częściową różnicę energii wewnętrznej odpowiednio przy stałej objętości i entropii.

Entalpia jest równa sumie energii wewnętrznej układu oraz iloczynu jego ciśnienia i objętości. Różnicowanie i podstawianie dU zmniejsza entalpię w funkcji entropii i ciśnienia. Tak więc temperaturę i objętość uzyskuje się jako częściowe różnice entalpii.

Energia swobodna Helmholtza jest podawana jako energia wewnętrzna pomniejszona o iloczyn temperatury i entropii układu. Dla nieskończenie małej zmiany równanie staje się funkcją objętości i temperatury. Tak więc entropia i ciśnienie są określane za pomocą częściowej różnicy energii swobodnej Helmholtza.

Zastąpienie energii wewnętrznej entalpią przekształca energię swobodną Helmholtza w energię swobodną Gibbsa. Różnicowanie i upraszczanie jeszcze bardziej redukuje równanie do funkcji temperatury i ciśnienia. Podobne obliczenia wyrażają entropię i objętość jako cząstkową pochodną energii swobodnej Gibbsa.