열역학 퍼텐셜 문서 원본 보기

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'''열역학 퍼텐셜'''<ref>한국물리학회 물리학용어집 https://www.kps.or.kr/content/voca/search.php?et=en&find_kw=thermodynamic+potential</ref>({{lang|en|thermodynamic potential}})이란 [[계 (물리학)|계]]의 [[열역학적 상태]]를 기술하는 함수이다. 이들 중 계가 갖는 에너지의 양인 [[내부에너지]] ''U''가 제일 기본적인 열역학페텐셜이고, 다른 열역학포텐셜들은 ''U''의 몇몇 변수에 대한 [[르장드르 변환]]으로 정의한다. 자주 쓰이는 열역학 퍼텐셜로는 아래의 다섯가지가 있다.

* [[내부 에너지]] ''U''
* [[엔탈피]] ''H''
* [[헬름홀츠 자유 에너지]] ''F''
* [[기브스 자유 에너지]] ''G''
* [[큰 퍼텐셜]] Φ

이러한 열역학 퍼텐셜들은 특정 상황에 따라 계의 상태를 구별하는 매우 중요한 지표가 되고, 계의 진화방향을 예측할 수 있게 해주기 때문에 [[자연과학]], [[공학]]의 각 분야에서 널리 활용되고 있다.

== 정의 ==
열역학 퍼텐셜들은 모두 [[내부 에너지]] <math>U</math>에, 압력이나 온도에 대응하는 보정항들을 추가한 꼴의 값들이다. 이는 일종의 [[르장드르 변환]]이다.

[[엔탈피]] ''H''는 내부 에너지 ''U''의 부피 ''V''를 압력 ''P''로 [[르장드르 변환]]한 것이다.
:<math>H = U + PV</math>
[[헬름홀츠 자유 에너지]] ''F''는 내부 에너지 ''U''의 엔트로피 ''S''를 온도 ''T''로 [[르장드르 변환]]한 것이다.
:<math>F = U - TS</math>
[[기브스 자유 에너지]] ''G''는 내부 에너지 ''U''의 부피 ''V''를 압력 ''P''로, 엔트로피 ''S''를 온도 ''T''로 [[르장드르 변환]]한 것이다.
:<math>G = U - TS + PV</math>
[[큰 퍼텐셜]] Φ는 내부 에너지 ''U''의 엔트로피 ''S''를 온도 ''T''로, 입자의 수 ''N''을 [[화학 퍼텐셜]] ''μ''로 르장드르 변환한 것이다.
:<math>\Phi = U - TS - \mu N </math>

== 같이 보기 ==
* [[온사거 역관계]]
* [[열역학 제3법칙]]

== 각주 ==
<references />

{{전거 통제}}

[[분류:열역학]]
[[분류:퍼텐셜]]
[[분류:기본 정리]]