Термодинамические потенциалы

Термодинамические потенциалы — это функции состояния, которые описывают состояние системы как функцию термодинамических переменных.

Внутренняя энергия является функцией энтропии и объема. Температура и давление могут быть выражены в виде частичной разницы внутренней энергии при постоянном объеме и энтропии соответственно.

Энтальпия равна сумме внутренней энергии системы и произведения ее давления и объема. Дифференцировка и замена dU снижает энтальпию в зависимости от энтропии и давления. Таким образом, температура и объем получаются как частичные дифференциалы энтальпии.

Свободная энергия Гельмгольца выражается как внутренняя энергия за вычетом произведения температуры и энтропии системы. При бесконечно малом изменении уравнение становится функцией объема и температуры. Таким образом, энтропия и давление определяются с помощью дифференциала свободной энергии Гельмгольца в частных производных.

Замена внутренней энергии энтальпией преобразует свободную энергию Гельмгольца в свободную энергию Гиббса. Дифференцирование и упрощение еще больше сводит уравнение к функции температуры и давления. Аналогичные вычисления выражают энтропию и объем как частную производную свободной энергии Гиббса.