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

$F = U - TS$,

kde $U$ je vnitřní energie, $T$ je termodynamická teplota a $S$ je entropie.

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

Totální diferenciál má tvar

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

Vlastnosti

Izotermicko-izochorický děj bude probíhat samovolně, pokud platí podmínka

$\Delta F \le 0$,

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

Související články

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