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Die Helmholtz-Energie A (im deutschen Sprachraum entgegen der IUPAC-Empfehlung meist als Helmholtz-Potential, Helmholtzsche freie Energie oder kurz freie Energie mit dem Formelzeichen F bezeichnet) ist die Energie, die man benötigt, um einen Körper zu erschaffen, der im thermischen Gleichgewicht mit seiner Umgebung steht. Laut IUPAC wird die Helmholtz-Energie mit dem Formelzeichen A = Arbeit bezeichnet.

Sie wurde nach Hermann von Helmholtz benannt.

U ist hierbei die Innere Energie, S die Entropie und T die Temperatur des Körpers.

ist die differentielle Form, das heißt, dass in einem Versuch Temperatur, Volumen und Teilchenzahl die zu kontrollierenden Variablen sind, um A zu ändern. Änderungen in A lassen sich daher eher als solche der inneren Energie oder der Enthalpie berechnen.

Die Änderung der Freien Energie entspricht bei isothermen Prozessen der maximalen Arbeit, die ein System leisten kann.

Siehe auch: charakteristische Funktion (Physik), thermodynamisches Potential

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