پتانسیل ترمودینامیکی

پتانسیل ترمودینامیکی یک پتانسیل اسکالر است که برای بیان وضعیت ترمودینامیکی یک سیستم فیزیکی به کار می‌رود. پتانسیل‌های ترمودینامیکی، متغیرهای اسکالری می‌باشند که برای ارزیابی انرژی ذخیره شده در سیستم استفاده می‌شوند. پتانسیل‌ها برای اندازه‌گیری تغییرات انرژی هنگامی که از حالت اولیه به حالت نهایی استفاده می‌شوند. از پتانسیل‌های مختلف با توجه به متغیرهای محدودکننده در سیستم همانند فشار و حجم استفاده مشود. به عنوان مثال هر دو پتانسیل گیبز و هلمهولتز به عنوان انرژی قابل دسترس برای انجام کار مفید شناخته می‌شوند هنگامی که به ترتیب فشار و دما یا حجم و دما در سیستم ثابت نگه داشته شوند. پنج پتانسیل مهم در ترمودینامیک به صورت جدول زیر تعریف شده‌اند:

نام	نماد	فرمول	متغیرهای طبیعی
انرژی درونی	${\displaystyle U}$	${\displaystyle \int (TdS-pdV+\sum _{i}\mu _{i}dN_{i})}$	${\displaystyle S,V,\{N_{i}\}}$
انرژی آزاد هلمولتز	${\displaystyle F}$	${\displaystyle U-TS}$	${\displaystyle T,V,\{N_{i}\}}$
آنتالپی	${\displaystyle H}$	${\displaystyle U+pV}$	${\displaystyle S,p,\{N_{i}\}}$
انرژی آزاد گیبس	${\displaystyle G}$	${\displaystyle U+pV-TS}$	${\displaystyle T,p,\{N_{i}\}}$
پتانسیل لاندو (پتانسیل بزرگ)	${\displaystyle \Omega }$, ${\displaystyle \Phi _{G}}$	${\displaystyle U-TS-}$${\displaystyle \sum _{i}\,}$${\displaystyle \mu _{i}N_{i}}$	${\displaystyle T,V,\{\mu _{i}\}}$

ترمودینامیک
موتور گرمایی کلاسیک کارنو
شاخه‌ها ترمودینامیک مکانیک آماری ترمودینامیک شیمیایی ترمودینامیک کوانتومی ترمودینامیک تعادلی / ترمودینامیک غیرتعادلی
قوانین قانون صفرم ترمودینامیک قانون اول ترمودینامیک قانون دوم ترمودینامیک قانون سوم ترمودینامیک
سامانه‌ها سامانه بسته تک‌افتاده حالت معادله حالت گاز ایده‌آل گاز حقیقی حالت ماده فاز (ماده) تعادل ترمودینامیکی حجم کنترل ابزارآلات فرآیندها فرایند هم‌فشار فرایند هم‌حجم فرایند هم‌دما فرایند بی‌دررو فرایند هم‌آنتروپی فرایند هم‌آنتالپی فرایند شبه‌تعادلی فرایند پلی تروپیک انبساط آزاد فرایند برگشت‌پذیر فرایند برگشت‌ناپذیر (ترمودینامیک) درون-بازگشت‌پذیر چرخه ترمودینامیکی ماشین گرمایی چرخه پمپ حرارتی و خنک‌ساز بازده گرمایی
خواص ترمودینامیکی Note: متغیرهای مزدوج (ترمودینامیک) in italics نمودارهای ترمودینامیکی خواص شدتی و مقداری توابع مسیر کار (ترمودینامیک) گرما تابع حالت دمای ترمودینامیکی / آنتروپی (مقدمه) فشار / Volume پتانسیل شیمیایی / تعداد ذره کیفیت بخار خواص کاهیده
خواص مواد پایگاه داده‌های خواص ظرفیت گرمایی  ${\displaystyle c=}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle \partial S}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle \partial T}$ ضریب تراکم‌پذیری همدما  ${\displaystyle \beta =-}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial p}$ ضریب انبساط گرمایی  ${\displaystyle \alpha =}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial T}$
معادلات قضیه کارنو قضیه کلازیوس روابط بنیادین قانون گاز آرمانی روابط ماکسول (ترمودینامیک) روابط متقابل اونزاگر معادلات بریجمن جدول معادلات ترمودینامیکی
پتانسیل‌ها انرژی آزاد ترمودینامیکی آنتروپی آزاد انرژی درونی ${\displaystyle U(S,V)}$ آنتالپی ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ انرژی آزاد هلمولتز ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ انرژی آزاد گیبس ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$
تاریخچه فرهنگ تاریخچه پیشینه ترمودینامیک دیرینه آنتروپی قوانین گاز ماشین‌های "حرکت دائم" فلسفه فیزیک حرارتی و آماری آنتروپی (پیکان زمان) آنتروپی و زندگی Brownian ratchet شیطانک ماکسول پارادوکس مرگ گرما پارادوکس لوشمیت سینرژتیکس نظریات نظریه کالریک Theory of heat ویس ویوا ("نیروی زنده") معادل مکانیکی گرما توان (فیزیک) نشریات مهم "An Experimental Enquiry Concerning ... Heat" "درمورد تعادل مواد ناهمگن" "Reflections on the Motive Power of Fire" خط سیر زمانی ترمودینامیک ماشین‌های گرمایی هنر آموزش سطح ترمودینامیکی ماکسول انتروپی از جنبه انتشار انرژی
دانشمندان دانیل برنولی لودویگ بولتسمان نیکلا سعدی کارنو بنوآ پل امیل کلاپیرون رودلف کلاوزیوس کنستانتین کاراتئودوری پی‌یر دوهم جوسایا ویلارد گیبس هرمان فون هلمهولتز جیمز ژول جیمز کلرک ماکسول یولیوس روبرت فون مایر لارس اونزاگر ویلیام جان مک‌کورن رانکین جان اسمیتون گئورگ اشتال بنجامین تامسون ویلیام تامسون یوهان دیدریک وان در والس جان جیمز واترستون
سایر هسته‌زایی (شیمی) خودسامانی خودسازمان‌دهی ترتیب و درهم‌ریختگی
کتاب:ترمودینامیک رده:ترمودینامیک

مکانیک آماری
ترمودینامیک نظریه جنبشی
آمار ذرات تئوری چرخش-آمار ذرات یکسان ماکسول بولتزمن بوز-اینشتین فرمی-دیراک Parastatistics Anyonic Statistics Braid Statistics
هنگردهای ترمودینامیک NVE ریزبندادی NVAT بندادی µVAT بزرگ‌بندادی NPH Isoenthalpic–isobaric NPT Isothermal–isobaric µVT Open statistical
مدل‌ها دبای جامد اینشتین ایزینگ پاتس
پتانسیل ترمودینامیکی انرژی درونی آنتالپی انرژی آزاد هلمولتز انرژی آزاد گیبس پتانسیل بزرگ
دانشمندان جیمز کلرک ماکسول لودویگ بولتسمان جوسایا ویلارد گیبس آلبرت اینشتین پائول ارنفست جان فون نویمان ریچارد سی تولمان پیتر دبای انریکو فرمی ساتیندرا بوز

منابع

• مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Thermodynamic potential». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۲۹ می ۲۰۱۱.
• Alberty, R. A. (2001), "Use of Legendre transforms in chemical thermodynamics" (PDF), Pure Appl. Chem., Vol. 73 (8), p. 1349–1380, ISSN doi: [http://dx.doi.org/10.1351%2Fpac200173081349 10.1351/pac200173081349 [[Digital object identifier|doi]]: <span class="neverexpand">[http://dx.doi.org/10.1351%2Fpac200173081349 '"`UNIQ--nowiki-0000005B-QINU`"']</span>] Check |issn= value (help)
• Callen, ‎Herbert B. (1985), Thermodynamics and an Introduction to Themostatistics (2nd Ed. ed.), New York: John Wiley & Sons, ISBN 0-471-86256-8
• Moran, ‎Michael J., Fundamentals of Engineering Thermodynamics, Shapiro, Howard N. (3rd Ed. ed.), ISBN 0-471-07681-3

پیوند به بیرون

• Thermodynamic Potentials - دانشگاه ایلت جورجیا
• Chemical Potential Energy: The 'Characteristic' vs the Concentration-Dependent Kind