انرژی آزاد هلمولتز

ترمودینامیک
موتور حرارتی کلاسیک کارنو
شاخه‌ها کلاسیک آماری شیمیایی تعادلی / غیر تعادلی
قوانین صفرم اول دوم سوم
سیستم‌ها حالت معادله حالت گاز ایده‌آل گاز حقیقی فازهای ماده تعادلی حجم کنترل دستگاه‌ها فرایندها هم‌فشار هم‌حجم هم‌دما بی‌دررو هم‌آنتروپی هم‌آنتالپی شبه‌تعادلی پلی تروپیک گسترش آزاد برگشت‌پذیر برگشت‌ناپذیر Endoreversibility چرخه‌ها ماشین‌های گرمایی پمپ‌های حرارتی بازده حرارتی
خواص سامانه یادداشت: متغیرهای مزدوج (ترمودینامیک) به صورت مورب نمودارهای خاصیت خواص شدتی و مقداری تابع حالت دما / آنتروپی (معرفی) فشار / حجم پتانسیل شیمیایی / تعداد ذره کیفیت بخار خواص کاهیده توابع مسیر کار گرما
خواص مواد پایگاه‌های دادهٔ خاصیت ظرفیت گرمایی  $c=$ $T$ $\partial S$ $N$ $\partial T$ ضریب تراکم‌پذیری همدما  $\beta =-$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial p$ ضریب انبساط گرمایی  $\alpha =$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial T$
معادلات قضیه کارنو قضیه کلازیوس رابطه ترمودینامیکی بنیادی قانون گاز آرمانی روابط ماکسول (ترمودینامیک) روابط متقابل اونزاگر معادلات بریجمن جدول معادلات ترمودینامیکی
پتانسیل‌ها انرژی آزاد آنتروپی آزاد انرژی درونی $U(S,V)$ آنتالپی $H(S,p)=U+pV$ انرژی آزاد هلمولتز $A(T,V)=U-TS$ انرژی آزاد گیبس $G(T,p)=H-TS$
تاریخچه فرهنگ تاریخچه پیشینه حرارت آنتروپی قوانین گاز "Perpetual motion" machines فلسفه آنتروپی و زمان آنتروپی و زندگی چرخ جغجغه براونی شیطان ماکسول پارادوکس مرگ گرما پارادوکس لوشمیت Synergetics نظریه‌ها نظریه کالریک تئوری گرما Vis viva ("living force") هم ارزی مکانیکی گرما Motive power نشریه‌های کلیدی "An Experimental Enquiry Concerning ... Heat" "On the Equilibrium of Heterogeneous Substances" "Reflections on the Motive Power of Fire" گاه‌شمارها ترمودینامیک موتورهای حرارتی هنر آموزش سطح ترمودینامیکی ماکسول آنتروپی به عنوان پراکندگی انرژی
دانشمندها برنولی کارنو کلاپیرون کلاوزیوس کاراتئودوری دوهم گیبس فون هلمهولتز ژول ماکسول فون مایر اونزاگر رانکین اسمیتون استال تامسون تامسون واترستون
کتاب:ترمودینامیک

انرژی آزاد هلمولتز میزانِ کار مفید قابل‌دستیابی در فرایندِ دمای ثابت و سیستم ترمودینامیکی بسته گفته می‌شود. در چنین فرایندی که دما ثابت می‌ماند، مقدارِ منفی اختلاف انرژی هلمهولتز بینِ حالت ابتدایی و حالت نهایی فرایند برابرِ بیشنه مقدار کار مفید قابل‌دستیابی است. این کمیّت را برای نخستین بار دانشمند آلمانی، هرمان فون هلمهولتز، به‌دست آورد. به توصیۀ آیوپاک در نوشتارهای علمی این کمیّت با حرف A نشان داده می‌شود که ابتدای کلمۀ آلمانی Arbeit (کار) است. هر چند در برخی متون علمی آن را با حرف لاتین F نمایش می دهند، این کمیّت گاهی با عنوان انرژی آزاد هلمهولتز یا به‌طور ساده انرژی آزاد خوانده می‌شود. در علم شیمی، از آن برای میزانِ پتانسیل ترمودینامیکی استفاده می‌شود.

تعریف

طبق تعریف، انرژی آزاد هلمولتز از رابطۀ زیر به‌دست می‌آید:

$A=U-TS\,$

که واحدِ آن در سیستم جهانی مقیاس‌ها ژول است و

• U انرژی درونی سیستم در مقیاس ژول،
• T دمای سیستم در مقیاس کلوین و
• S انتروپی سیستم در مقیاس ژول بر کلوین

منابع

Wikipedia contributors، "Helmholtz free energy،" Wikipedia، The Free Encyclopedia، http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Helmholtz_free_energy&oldid=201527373