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Helmholtz-Energie



Die Helmholtz-Energie A (im deutschen Sprachraum meist als Helmholtz-Potential, Helmholtzsche freie Energie oder kurz freie Energie mit dem Formelzeichen F bezeichnet) ist die Energie, die man benötigt, um einen Körper zu erschaffen, der im thermischen Gleichgewicht mit seiner Umgebung steht. Laut IUPAC soll die Helmholtz-Energie in der Chemie mit dem Formelzeichen A = Arbeit bezeichnet werden; nach Empfehlung der IUPAP bleibt in der Physik der Begriff Freie Energie und das Formelzeichen F weiterhin gültig.

Weiteres empfehlenswertes Fachwissen

Sie wurde nach Hermann von Helmholtz benannt.

A\; = \; U\; -\; T \cdot S

U ist hierbei die Innere Energie, S die Entropie und T die Temperatur des Körpers.

\mathrm{d}A\; =\; -\; S\mathrm{d}T\; -\; p\mathrm{d}V\; +\; \mu \mathrm{d}N

ist die differentielle Form, das heißt, dass in einem Versuch Temperatur, Volumen und Teilchenzahl die zu kontrollierenden Variablen sind, um A zu ändern. Änderungen in A lassen sich daher eher als solche der inneren Energie oder der Enthalpie berechnen.

Die Änderung der Freien Energie entspricht bei isothermen Prozessen der maximalen Arbeit, die ein System leisten kann.

Siehe auch: charakteristische Funktion (Physik), thermodynamisches Potential

 
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