Energía libre de Helmholtz
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También se denomina función de Helmholtz o función trabajo. Es una magnitud extensiva del sistema, función de estado termodinámico, por tanto, no depende del proceso sufrido, sino del estado final e inicial del sistema.
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[editar] Propiedades de la Energía Libre de Helmholtz
Tiene unidades de Joule [J], de calorías [cal] ó cualquier otra unidad de energía. Sus variables canónicas con la temperatura T y volúmen V del sistema. Además, se suele simbolizar con la letra A, del alemán Arbeit q significa trabajo.
- A = A(T,V)
Definición total
- A = U − TS (1)
Donde
- U = Energía interna
- S = Entropía
Definición diferencial
- dA = − SdT − PdV (2)
Donde
- P = Presión del sistema
[editar] Otros datos importantes
Se relaciona con la energía libre de Gibbs mediante la expresión
- dG = dA + d(PV). (3)
Notar de la ecuación (1), que de la Primera ley de la termodinámica
- ΔU = Q − W = Δ(TS) + ΔA
Donde
- ΔU = variación de energía interna del sistema
- Q = calor recibido por el sistema
- W = trabajo realizado por el sistema
Siendo TdS = dQr
- Qr = calor reversible (es decir, que se puede evacuar o recuperar del sistema cuantas veces se quiera, sin requerir un gasto extra de energía en este proceso).
Integrando a T constante:
- Δ(TS) = Qr
Por lo tanto, en un proceso reversible, el trabajo realizado por el sistema es el negativo de la variación de su energía libre de Helmholtz:
- Wr = − ΔA
De ahí que también reciba el nombre de Función Trabajo
