Les capacités thermiques absolues
et
et les coefficients thermiques
et
d'un système sont définis par la relation du transfert thermique quasi-statique à la variation d'entropie :
Des différentielles (1) et des relations de Gibbs-Helmholtz, il est donc loisible de déduire des relations entre capacités thermiques et potentiels thermodynamiques :
tandis que l'utilisation des relations de Maxwell (23) et (24) permet de retrouver les « relations de Clapeyron »
définissant les coefficients thermiques
et
en fonction de dérivées partielles du volume ou de la pression :
L'entropie
étant une dérivée partielle de l'énergie libre
comme de l'enthalpie libre
, il est également possible de définir les coefficients thermiques
et
en fonction de la dérivée seconde, mixte dans ce cas, d'un potentiel libre :
Enfin, les coefficients thermoélastiques
(dilatation isochore),
(dilatation isobare) et
(compressibilité isotherme) apparaissent eux aussi susceptibles d'être exprimés en fonction des dérivées secondes de
et
:
Le coefficient de compressibilité isentropique dérive quant à lui de l'enthalpie
:
Ce sont donc tous les coefficients thermiques utiles à l'étude des systèmes qui dérivent des potentiels thermodynamiques, c'est à dire des deux concepts centraux que sont l'énergie et l'entropie.