6.3 Freie Energie F

Oft auch als Helmholtzsche freie Energie bezeichnet

F = U - TS (97)

dF = TdS - pdV - TdS - SdT und damit

dF = - SdT - pdV (98)

Die nat�rlichen Variablen sind T und V obwohl sie nicht beide extensiv sind.

Verwendung von

• dF ist vollst„ndiges Differential
• Integrabilit„tsbedingung

Maxwellrelationen

$$\left(\vphantom{ {\partial S \over \partial V}}\right. {\partial S \over \partial V} \left.\vphantom{ {\partial S \over \partial V}}\right)_{T}^{} \left(\vphantom{ {\partial p \over \partial T}}\right. {\partial p \over \partial T} \left.\vphantom{ {\partial p \over \partial T}}\right)_{V}^{}$$ (99)

Aus F(T, V) thermische Zustandsgleichung

$$\left(\vphantom{ {\partial F \over \partial V}}\right. {\partial F \over \partial V} \left.\vphantom{ {\partial F \over \partial V}}\right)_{T}^{}$$ (100)

sowie die einfache kalorische Zustandgleichung

$$\left(\vphantom{ {\partial F \over \partial T}}\right. {\partial F \over \partial T} \left.\vphantom{ {\partial F \over \partial T}}\right)_{V}^{}$$ (101)

Thermodynamisches Potential f�r ein System in Kontakt mit eiem W„rmebad. Anwendungsgebiet: Bei reversiblen, isothermen Prozessen wird dF = - pdV = $\delta$W zur geleisteten Arbeit