طاقة هلمهولتز الحرة هي عبارة عن مفهوم في الديناميكا الحرارية وهي واحدة من الكمونات الدينامية الحرارية الأربعة. حيث تقيس طاقة هلمهولتز مقدار العمل الذي نتمكن من أن ننال عليه من نظام ترموديناميكي مغلق. تساوي طاقة هلمهولتز الطاقة الداخلية للنظام الترموديناميكي مطروحاً منها حاصل ضرب درجة الحرارة المطلقة في الإنتروبية أو الاعتلاج.
A = U − TS
حيث
- A: طاقة هلمهولتز
- U: الطاقة الداخلية
- T: درجة الحرارة المطلقة
علاقات في الحركة الحرارية
ننال على الطاقة الحرة F من الطاقة الداخلية
لنظام ترموديناميكي من خلال تحويل ليجاندر للمتغيرين : درجة الحرارة المطلقة،
و والإنتروبيا:ثم نستعين بخاصتي الضغطو الجهد الكيميائيل
لنظام :هذة المعادلة هي الصورة التفاضلية لطاقة هلمهولتز الحرة، وهي تعني أنه في أحد التجارب سنغير درجة الحرارة T و عدد الذرات N بغرض الحصول على التغير في الطاقة الحرة F ( بينما تحتوي الطاقة الداخلية أيضا على الإنتروبياو حجم النظام
و عدد الذرات في النظام
ولكن تلك الثلاثة خواص تبقى ثابتة خلال تجربتنا هذه ) .
فعند درجة حرارة ثابتة نستطيع حساب التغير في الشغلالذي يمكننا الحصول عليه أو الإنثالبي للنظام بالاستعانة ب القانون الأول للديناميكا الحرارية و القانون الثاني للديناميكا الحرارية عند. وعندما تكون
يكون التغير في الشغل مساويا لطاقة هلمهولتز الحرة
المراجع
areq.net
التصانيف
مفاهيم فيزيائية العلوم التطبيقية فيزياء