檢視亥姆霍兹自由能的原始碼

{| class="wikitable" align="right"
|-
| style="background: #FF2400" align= center|  '''<big>亥姆霍兹自由能</big>'''
|-
|<center><img src=https://p1.ssl.qhimg.com/t0116572ee088a63e97.jpg width="300"></center>
<small>[https://baike.so.com/gallery/list?ghid=first&pic_idx=1&eid=4255824&sid=4458321 来自 网络 的图片]</small>
|-

|-

| align= light|
|}
'''亥姆霍兹自由能'''(Helmholtz free energy，在物理学中也常直接简称为自由能),是一个重要的热力学参数，常用F或A表示，它的定义是：F=U-TS,其中U是系统的内能，T是温度，S是熵。


=='''简介'''==
自由能可以被理解成是系统内能的一部分，这部分在可逆等温过程中被转化成[[功]]。在粒子数不变的等温过程中，系统对外界所做的功一定只能小于或者等于其自由能的减少，也就是说，系统自由能的减少就是等温过程中系统对外界所做的最大功。

亥姆霍兹自由能(Helmholtz free energy，在物理学中也常直接简称为自由能)，是一个重要的热力学参数，常用 F 表示(或 A )，下次VB它的定义是:F = U - TS

其中 U 是系统的内能，T 是温度，S 是熵。(注意与吉布斯自由能的区别)

亥姆霍兹自由能的微分形式是:dF = - SdT - PdV + μdN

其中 P 是压强，V 是体积，μ是化学势。

自由能可以被理解成是系统内能的一部分，这部分在可逆等温过程中被转化成功。在粒子数不变的等温过程中，系统对外界所做的功一定只能小于或者等于其自由能的减少，也就是说，系统自由能的减少就是等温过程中系统对外界所做的最大功。这就是最大功定理。数学表示是:Fa - Fb ≥ -W

如果是等温等容过程，W=0，上式化为:Fa - Fb ≥ 0

由于吉布斯自由能 G 可以表示为 G = F + pV，另有G = μN，所以F = μN - pV

在统计物理学中，亥姆霍兹自由能是一个最常用的自由能，因为它和配分函数Z直接关联:F = -NKBTlnZ

其中KB 是玻尔兹曼常数。
=='''评价'''==
某过程的自发状态及平衡条件的判断
用熵增原理来判别一个过程的自发方向及平衡条件时，系统必须是隔离的，否则必须考虑环境的熵变。亦就是说，对非隔离系统，要判断一个过程是否能够进行，应该把系统和环境的总体看成一个新的隔离系统，并把系统的熵变和环境的熵变的总和计算出来，才能得到普遍性的熵判据。因为，通常反应总是在等温、等温等压或等温等容条件下的封闭系统内进行的，这时利用熵判据来判别过程的方向时，除了考虑系统的熵变，还得考虑环境的熵变，很不方便。为此亥姆霍兹(VonHelmholz H L P，1821~1894，德国人) [4]  和吉布斯(GibbsJ W，1839~1903，美国人)又定义了两个状态函数—亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能。用这两个辅助函数的变化值作判据，只考虑系统自身性质的变化便可达到目的，再无需考虑环境的影响了。<ref>[https://baijiahao.baidu.com/s?id=1730703058656460431&wfr=spider&for=pc 亥姆霍兹自由能]搜狗</ref>

=='''参考文献'''==

[[Category:330 物理學總論]]