Enerxía llibre termodinámica

La enerxía llibre termodinámica ye la cantidá de trabayu qu'un sistema termodinámicu puede realizar. El conceutu ye útil na termodinámica de procesos químicos o térmicos na inxeniería y na ciencia. La enerxía llibre ye la enerxía interna d'un sistema, menos la cantidá d'enerxía que nun puede ser utilizada pa realizar trabayu. Esta enerxía non aplicable ta dada pola entropía d'un sistema multiplicada pola temperatura absoluta del sistema.

Al igual que la enerxía interna, la enerxía llibre ye una función d'estáu termodinámica.

 Descripción xeneral 
La enerxía llibre ye aquella porción de cualesquier enerxía de la primer llei que ta disponible pa realizar trabayu termodinámicu, esto ye, el trabayu per mediu d'enerxía térmica. La enerxía llibre ta suxeta a una perda irreversible nel cursu d'esti trabayu.Stoner, Clinton D. (2000). Inquiries into the Nature of Free Energy and Entropy in Respect to Biochemical Thermodynamics. Entropy Vol. 2. Puesto que la enerxía de la primer llei siempres se caltién, resulta entós evidente que la enerxía llibre ye un tipu d'enerxía de la segunda llei, expandible que puede realizar trabayu dientro de ralos de tiempu finitos (enerxíes llibres).

Ye posible formular delles funciones d'enerxía llibre a partir de criterios de sistemes. Les funciones d'enerxía llibre son tresformaes de Legendre de la enerxía interna. Para procesos termodinámicos qu'arreyen un sistema que s'atopa a una presión constante p y temperatura T, la enerxía llibre de Gibbs ye la más útil una y bones amás d'incluyir tou cambéu d'entropía producto del calor, fai lo mesmo pal trabayu pdV riquíu pa "dexar espaciu pa molécules adicionales" producíes de resultes de diversos procesos. (D'ellí la so utilidá pa los químicos trabayando con soluciones-fases, incluyíos los bioquímicos.) La enerxía llibre de Helmholtz tien una importancia teórica especial yá que ye proporcional al llogaritmu de la función de partición pal conxuntu canónicu en mecánica estadística. (D'ellí la so utilidá pa los físicos; y pa los químicos ya inxenieros trabayando con fase gaseosa, que nun deseyen ignorar el trabayu pdV.) 

La enerxía llibre de Helmholtz conceutu históricamente desenvueltu en primer llugar ye definida como F = O - TS, onde O ye la enerxía interna, T ye la temperatura absoluta, y S ye la entropía. El so cambéu ye igual a la cantidá de trabayu reversible realizáu sobre, o obtenible de, un sistema a T constante. D'ellí la so denominación "conteníu de trabayu". Puesto que nun fai referencia a nenguna cantidá arreyada en realizar trabayu (tales como p y V), la función de Helmholtz ye dafechu xeneral: el so amenorgamientu ye la máxima cantidá de trabayu que puede ser realizáu por un sistema, y puede aumentar a lo sumo pola cantidá de trabayu realizáu en un sistema.

La enerxía llibre de Gibbs G = H - TS, onde H ye la entalpía. (H = O + pV, onde p ye la presión y V ye'l volume.)

Históricamente, estos términos utilizáronse de manera inconsistente. Nel ámbitu de la física, enerxía llibre de cutiu fai referencia a la enerxía llibre de Helmholtz, indicada cola lletra A, ente que na química, enerxía llibre referir a la enerxía llibre de Gibbs.

Ver tamién
Exergía
Merle Randall

 Referencies 

Categoría:Magnitúes termodinámiques
Categoría:Conceutos fundamentales de la física