Physique · Glossaire

Qu'est-ce que « Énergie libre de Helmholtz, enthalpie libre de Gibbs » ?

Définition 28.3 Physique universitaire — 2e année · Chapitre 28 — Potentiels thermodynamiques
F=UTS(eˊnergie libre),G=HTS=U+PVTS(enthalpie libre).F = U - TS \quad\text{(\emph{énergie libre})}, \qquad G = H - TS = U + PV - TS \quad\text{(\emph{enthalpie libre})}.

Toutes deux sont des fonctions d’état extensives, mesurées en joules.

Exemples

Exemple 28.5 (Le gaz parfait)

Pour nn moles, U=ncVT+U0U = nc_{V}T + U_0 et S=ncVlnT+nRlnV+S0S = nc_V\ln T + nR\ln V + S_0 donnent F(T,V)=nRTlnV+f(T)F(T,V) = -nRT\ln V + f(T) : alors P=VF=nRT/VP = -\partial_VF = nRT/V — l’équation d’état sort de FF — et S=TFS = -\partial_TF redonne l’entropie. Dans les variables (T,P)(T,P), G(T,P)=nRTlnP+g(T)G(T,P) = nRT\ln P + g(T), donc V=PG=nRT/PV = \partial_PG = nRT/P, et l’enthalpie libre molaire μ(T,P)=μ(T)+RTln(P/P)\mu(T,P) = \mu^\circ(T) + RT\ln(P/P^\circ) — le potentiel chimique du gaz, qui croît avec sa pression : le gaz s’écoule des μ\mu élevés vers les bas, ici des hautes vers les basses pressions.

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