Helmholtzova volná energie

Helmholtzova volná energie (též volná energie nebo Helmholtzova funkce) je stavová veličina umožňující určit termodynamickou rovnováhu při izotermicko-izochorickém ději.

Značení

• Značka: F, A
• Jednotka SI: joule, značka J

Výpočet

Helmholtzova volná energie se určí ze vztahu

${\displaystyle F=U-TS}$,

kde ${\displaystyle U}$ je vnitřní energie, ${\displaystyle T}$ je termodynamická teplota a ${\displaystyle S}$ je entropie.

Volná energie je považována za tu část vnitřní energie systému, která je volná a lze ji přeměnit na práci, zatímco člen ${\displaystyle TS}$ označuje část vnitřní energie, která je při dané teplotě vázána a nelze ji přeměnit na práci.

Totální diferenciál má tvar

${\displaystyle \mathrm {d} F=-S\mathrm {d} T-p\mathrm {d} V}$

Vlastnosti

Izotermicko-izochorický děj bude probíhat samovolně, pokud platí podmínka

${\displaystyle \Delta F\leq 0}$,

přičemž pro vratné děje platí ${\displaystyle \Delta F=0}$ a pro nevratné děje ${\displaystyle \Delta F<0}$.

Související články

• Vnitřní energie
• Termodynamický potenciál
• Gibbsova volná energie
• Maxwellovy relace
• Gibbsova-Helmholtzova rovnice
• Hermann von Helmholtz
• Volná energie (rozcestník)