Energía de Helmholtz

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.

Propiedades de la Energía Libre de Helmholtz

Se mide en julios [J], 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 que 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

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

Δ$U=Q-W=$ Δ$(TS)+$ Δ$A$

Donde

Δ$U$ = variación de energía interna del sistema

$Q$ = calor recibido por el sistema

$W$ = trabajo realizado por el sistema

Siendo $TdS=dQ_{r}$

$Q_{r}$ = 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$(TS)=Q_{r}$

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:

$W_{r}=-$Δ$A$

De ahí que también reciba el nombre de Función Trabajo

Véase también

• Termodinámica
• Entalpía
• Reacción química
• Termoquímica

Enlaces externos

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