F=U−TS(eˊnergie libre),G=H−TS=U+PV−TS(enthalpie libre).
Toutes deux sont des fonctions d’état extensives, mesurées en joules.
Exemples
Exemple 28.5 (Le gaz parfait)
Pour n moles, U=ncVT+U0 et S=ncVlnT+nRlnV+S0 donnent F(T,V)=−nRTlnV+f(T) : alors P=−∂VF=nRT/V — l’équation d’état sort de F — et S=−∂TF redonne l’entropie. Dans les variables (T,P), G(T,P)=nRTlnP+g(T), donc V=∂PG=nRT/P, et l’enthalpie libre molaire μ(T,P)=μ∘(T)+RTln(P/P∘) — le potentiel chimique du gaz, qui croît avec sa pression : le gaz s’écoule des μ élevés vers les bas, ici des hautes vers les basses pressions.