Термодинамические потенциалы или функции – функции, по уменьшению значений которых, можно судить о полезной работе, совершенной системой. При равновесных процессах и при постоянном значении соответствующих независимых параметров.
Если процесс квазистатический, то . Из первого начала термодинамики
.
Введем энтальпию , ее дифференциал
. Подставим в
и получим
, откуда
. А так как
, то при постоянном давлении
. Это значит, что энтальпия – функция состояния системы, приращение которой в квазистатическом процессе при постоянном давлении дает количество теплоты, полученное системой.
Существуют еще две термодинамические функции: свободная энергия Гельмгольца и термодинамический потенциал Гиббса
. Их дифференциалы:
и
.
Внутреннюю энергию можно рассматривать как , энтальпию –
, свободную энергию Гельмгольца –
, термодинамический потенциал Гиббса –
. Эти четыре функции являются термодинамическими потенциалами.
Если энтропия адиабатически изолированной системы, которая находится в термодинамическом равновесии, максимальна (система без отвода или подвода тепла не может перейти в состояние с большей энтропией), то можно утверждать, что система находится в устойчивом термодинамическом равновесии. Т.е. она не может совершить самопроизвольный адиабатический переход в какое-либо другое состояние.