¿Qué me dicen las funciones de estado o cómo se relacionan con la energía total?

Soy bastante nuevo en termodinámica y mecánica estadística, por lo que esta podría ser una pregunta fácil:

En termodinámica, obtienes un montón de potenciales termodinámicos, como por ejemplo, entalpía, energía interna, energía de Gibbs, energía de Helmholtz, etc. Ahora mi idea era que los usaras si las variables naturales relacionadas con esta cantidad son constantes. Pero tengo una pregunta de interpretación: ¿siempre es cierto que si tiene algún proceso que la diferencia de los potenciales termodinámicos, cuyas variables naturales se dejan sin cambios, es igual a la diferencia en la energía total?

Respuestas (1)

La "energía total" es, de hecho, la energía interna tu (a menos que dé una definición más precisa).

Podemos considerar también la entalpía H = tu + pag V , la energía libre de Helmholtz F = tu T S , la energía libre de Gibbs GRAMO = tu + pag V T S .

Por ejemplo, tomemos la energía libre de Helmholtz, tenemos (asumiendo que los potenciales químicos son cero):

d tu = pag d V + T d S , y d F = pag d V S d T

Las variables naturales asociadas a F son V y T , por lo que si no se modifican en algún proceso, eso significa que F es constante en este proceso ( Δ F = 0 ). Pero en este mismo proceso, tienes d tu = T d S , entonces, a menos que el proceso sea isoentrópico, tendrá una variación en tu ( Δ tu 0 ), entonces tienes, en el caso general:

Δ F Δ tu

Se puede hacer una demostración analógica para la entalpía y la energía libre de Gibbs.