Физический смысл свободной энергии.
Проанализируем выражение для . Если постоянно, то свободная энергия зависит от и . Из формулы (1) следует, что значения энергии зависят только от и . Можно выполнять разные процессы, переводя газ из одного состояния в другое. Но если мы вернемся в начальное состояние, то и значение энергии будет тем же самым.
Такие функции называют функциями состояния.
.
Воспользуемся .
Тогда
, .
Рассмотрим изотермический процесс:
.
Только в изотермическом процессе - элемент работы: .
Т.о. в изотермическом процессе изменение свободной энергии равно работе системы с противоположным знаком.