Термодинамические потенциалы

---

Термодинами́ческие потенциа́лы — внутренняя энергия ${\displaystyle U}$, рассматриваемая как функция энтропии ${\displaystyle S}$ и обобщённых координат ${\displaystyle x_{1},x_{2},...}$^[1] (объёма системы, площади поверхности раздела фаз, длины упругого стержня или пружины, поляризации диэлектрика, намагниченности магнетика, масс компонентов системы и др.^[2]), и термодинамические характеристические функции, получаемые посредством применения преобразования Лежандра^[3][4] к внутренней энергии

Цель введения термодинамических потенциалов — использование такого набора естественных независимых переменных, описывающих состояние термодинамической системы, который наиболее удобен в конкретной ситуации, с сохранением тех преимуществ, которые даёт применение характеристических функций с размерностью энергии^[5]. В частности, убыль термодинамических потенциалов в равновесных процессах, протекающих при постоянстве значений соответствующих естественных переменных, равна полезной внешней работе^[5].

Термодинамические потенциалы были введены У. Гиббсом, говорившим о «фундаментальных уравнениях (fundamental equations)»^[6][7]; термин термодинамический потенциал принадлежит Пьеру Дюгему^[8].

Определяется в соответствии с первым началом термодинамики, как разность между количеством теплоты, сообщённым системе, и работой, совершённой системой над внешними телами:

где ${\displaystyle P}$ — давление, а ${\displaystyle V}$ — объём.

Поскольку в изобарном процессе работа равна ${\displaystyle P\Delta V}$, приращение энтальпии в квазистатическом изобарном процессе равно количеству теплоты, полученному системой.

---