Физическая энциклопедия - потенциалы термодинамические

определённые функции объёма (V), давления (р), темп-ры (Т), энтропии (S), числа ч-ц системы (N) и др. макроскопич. параметров (xi), характеризующих состояние термодинамической системы. К П. т. относятся: внутренняя энергия U=U(S, V, N, xi), энтальпия H=H(S, p, N, xi), Гельмгольца энергия (свободная энергия, или изохорно-изотермич. потенциал, обозначается А или F) F=F(V, T,N,xi), Гиббса энергия (изобарно-изотермич. потенциал, обозначается Ф или G) G=G(p, Т, N, xi) и др. Зная П. т. как ф-цию указанных параметров, можно получить дифференцированием П. т. все остальные параметры, характеризующие систему, подобно тому как в механике можно определить компоненты действующих на систему сил, дифференцируя потенц. энергию системы по соответствующим координатам. П. т. связаны друг с другом след. соотношениями: F=U-TS, H=U+pV, G=F+pV. Если известен к.-л. один из П. т., то можно определить все термодинамич. св-ва системы, в частности получить уравнение состояния.

При помощи П. т. выражаются условия термодинамич. равновесия системы и критерии его устойчивости. Совершаемая термодинамич. системой в к.-л. процессе работа определяется убылью П. т., отвечающего условиям процесса. Так, при постоянстве числа ч-ц (N=const) в условиях теплоизоляции (адиабатический процесс, S=const) элементарная работа dA равна убыли внутр.

энергии: dA =-dU. При изотермическом процессе (T=const) dA =-dF (в этом процессе работа совершается не только за счёт внутр. энергии, но и за счёт поступающей в систему теплоты). Для систем, в к-рых возможен обмен в-вом с окружающей средой (изменение N), возможны процессы при пост. р и Т. В этом случае элементарная работа dA' всех термодинамич. сил, кроме сил давления, равна убыли термодинамич.

потенциала Гиббса (G), т. е. dA' =-dG. Теоретич. определение П. т. как ф-ций соответствующих переменных составляет осн. задачу статистич. термодинамики (см. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА). П. т. широко применяются для получения общих соотношений между физ. св-вами макроскопич. тел и анализа термодинамич. процессов и условий равновесия в физ.-хим.

системах. Термин «П. т.» ввёл франц. физико-химик П. Дюгем (1884), основатель же метода П. т. амер. физик Дж. У. Гиббс пользовался термином «фундаментальные функции». .