Energie liberă

Potențiale termodinamice
Energie internă	$U\left(S,V,N\right)\,$
Entalpie	$H\left(S,p,N\right)\,$
Energie liberă	$F\left(T,V,N\right)\,$
Entalpie liberă	$G\left(T,p,N\right)\,$

Termodinamică
Schema unei mașini termice Carnot
Ramuri Clasică Statistică Chimică Cuantică la echilibru/nu la echilibru
Principii Zero Primul Al doilea Al treilea
Sisteme Închis Deschis Adiabatic Izolat Stare Ecuație de stare Gaz ideal Gaz real Stare de agregare Fază Echilibru Volum de control Instrumente Procese Destindere liberă Izobar Izocor Izotermic Adiabatic Izentropic Izentalpic Politropic Cvasistatic Reversibil Ireversibil Cicluri Direct Inversat Randament și eficiență
Propertăți ale sistemelor Notă:Parametri conjugațicuitalice Diagrame termodinamice Proprietăți intensive și extensive Funcții de proces Lucru mecanic Căldură Funcții de stare Temperatură/Entropie Presiune/Volum Potențial chimic/Număr de particule Titlul vaporilor Proprietăți reduse
Proprietăți ale materialelor Baze de date cu proprietăți Capacitate termică masică $c=$ $T$ $\partial S$ $N$ $\partial T$ Coeficient de compresibilitate $\beta =-$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial p$ Coeficient de dilatare volumică $\ Alpha =$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial T$
Ecuații Teorema lui Carnot Teorema lui Clausius Relația fundamentală Legea gazelor ideale Relațiile Maxwell Relațiile Onsager Ecuațiile Bridgman Tabel cu ecuații termodinamice
Potențiale Energie internă:$U(S,V)$ Energie liberă:$A(T,V)=U-TS$ Entalpie:$H(S,p)=U+pV$ Entalpie liberă:$G(T,p)=H-TS$ Entropie liberă
Istorie Cultură Istorie Generală Istoria entropiei Legile gazelor Istoria perpetuum mobilelor Filozofie Entropie și timp Entropie și viață Clichetul brownian Demonul lui Maxwell Paradoxul morții termice Paradoxul lui Loschmidt Sinergetică Teorii Teoria caloricului Forța vie Echivalentul mecanic al caloriei Putere motrice Lucrări fundamentale An Experimental Enquiry Concerning... Heat On the Equilibrium of Heterogeneous Substances Réflexions sur la puissance motrice du feu Cronologii Termodinamică mașini termice Artă Învățământ Suprafața termodinamică a lui Maxwell Entropia ca disipare a energiei
Personalități Bernoulli Boltzmann Bridgman Carathéodory Carnot Clapeyron Clausius de Donder Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Kelvin Lewis Massieu Maxwell von Mayer Nernst Onsager Planck Rankine Smeaton Stahl Tait Thompson van der Waals Waterston
Altele Nucleație Autoasamblare Autoorganizare Ordine și dezordine
Categorie

Pentru alte sensuri, vedețiEnergie liberă (dezambiguizare).

Energia liberă(sauenergia liberă Helmholtz,denumirea recomandată deIUPACfiindHelmholtz energysauHelmholtz function)este ofuncție de starea unuisistem termodinamic.Energia liberă e legată de alte mărimi termodinamice fundamentale prin relația

$\quad F=U-TS,\,$

unde$U\,$esteenergia internă,$T\,$temperatura,iar$S\,$entropia.

Variația energiei libere într-o transformareizotermăreprezintă limita superioară a energiei care poate fi transferată către sistem în cursul transformării sub formă delucru mecanic;această limită este atinsădacă și numai dacătransformarea este șireversibilă.Într-otransformare izotermăla variabile de poziție constante, un sistem va atinge o stare finală de echilibru termodinamic corespunzătoare unuiminimal energiei libere.

Exprimată ca funcție detemperaturăși devariabilele de poziție,energia liberă este unpotențial termodinamic.

Istoric

Conceptul a fost introdus de Hermann Helmholtz în opera saThermodynamik chemischer Vorgängedin 1882.

Energia liberă a unui fluid

Fie o cantitate defluid,care poate fi un amestec de$c\,$componente din specii diferite de substanțe chimice. O stare de echilibru a acestui sistem este complet descrisă de variabileletemperatură$T,\,$volum$V\,$și cantitățile în care sunt prezente componentele sale$N=\left(N_{1},...,N_{c}\right)\,$.Energia liberă$F\left(T,V,N\right)=U-TS\,$este un potențial termodinamic. Diferențiala totală

$dF=-S\,dT-p\,dV+\sum _{k=1}^{c}\mu _{k}\,dN_{k}\,$

furnizează ecuațiile de stare

$\left({\frac {\partial F}{\partial T}}\right)_{V,\{N_{k}\}}=-S,\quad \left({\frac {\partial F}{\partial V}}\right)_{T,\{N_{k}\}}=-p,\quad \left({\frac {\partial F}{\partial N_{j}}}\right)_{T,V,\{N_{k\neq j}\}}=\mu _{j}.$

Bibliografie

• Șerban Țițeica:Termodinamica,Editura Academiei Republicii Socialiste România, București, 1982.
• I.G. Murgulescuși R. Vîlcu:Introducere în chimia fizică, Vol. III Termodinamica chimică,Editura Academiei Republicii Socialiste România, 1982.
• Enrico Fermi:Thermodynamics,Dover Publications, 1956,ISBN 978-0-486-60361-2.Google books
• Zoltán Gábos,Oliviu Gherman:Termodinamica și fizica statistică,Editura Didactică și Pedagogică, 1964, 1967
• George C. Moisil:Termodinamica,Editura Academiei RSR, București, 1988,
• Stoian Petrescu, Valeria Petrescu:Principiile termodinamicii - Evoluție, fundamentări, aplicații,Editura Tehnică, București, 1983
• Ion M. Popescu:Fizica - Termodinamica,Editura Politehnica Press, București, 2002
• V. Kirillin, V. Sîcev, A. Șeindlin:Termodinamica,Editura Științifică și Enciclopedică, 1985, (traducere din limba rusă)

Vezi și

• Potențial termodinamic
• Potențial chimic
• Energie internă
• Entalpie liberă