Énergie libre, enthalpie libre/Potentiel thermodynamique

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Définition

Définition

On appelle potentiel thermodynamique toute variable d'état dont la variation est:

• positive si la transformation considérée est impossible
• négative si la transformation considérée est irréversible
• nulle si la transformation considérée est réversible.

Remarquons l'analogie avec l'énergie potentielle de pesanteur. Un système isolé (auquel on ne fournit pas d'énergie) ne peut que voir son énergie potentielle de pesanteur stagner (un livre posé sur une table) ou baisser (un livre qui tombe de cette table). Le livre ne peut pas spontanément gagner de l'énergie potentielle de pesanteur. Pour cela, un opérateur doit fournir un certain travail (remettre le livre tombé sur la table).

Énergie libre, enthalpie libre

Nous avons vu que l'entropie nous permettait de prédire la nature d'une transformation via le second principe. Selon le signe de la variation d'entropie de l'univers (système étudié + milieu extérieur), on peut savoir si la transformation est :

• impossible ($\Delta S'<0$)
• réversible ($\Delta S'=0$)
• irréversible ($\Delta S'>0$).

Cependant, la variation d'entropie du milieu extérieur (et donc de l'univers) est souvent difficilement accessible. C’est le but de l’introduction des fonctions d'état F et G, dont la variation nous renseigne sur la nature de la transformation, mais qui ne nécessitent aucune information sur le milieu extérieur.

Propriété

F et G sont des potentiels thermodynamiques.