Système thermodynamique
Ensemble macroscopique de particules, séparé du milieu « extérieur »
par une paroi. Cette paroi peut être physique, ou n'être qu'une création intellectuelle utile à l'étude du système.
Paramètre d'état extensif
Paramètre d'état du système proportionnel à la quantité de matière (
,
,
,
,
...).
Un tel paramètre double lors de la réunion de deux systèmes identiques.
Paramètre d'état intensif
Paramètre d'état du système indépendant de la quantité de matière. Il peut être relié à un champ de forces extérieures (
), un champ thermique (
) ou à la définition d'une quantité molaire ou massique (
,
,
,...).
Un tel paramètre reste invariant lors de la réunion de deux systèmes identiques.
Variance
La variance d'un système thermodynamique désigne le nombre
de paramètres d'état indépendants, nécessaires et suffisants à sa description macroscopique.
Selon la règle de Gibbs, la variance est égale au nombre c de corps purs du système diminué du nombre de phases
coexistant à l'équilibre et augmenté du nombre de champs appliqués au système (en général,
et
, soit :
.
Potentiel thermodynamique
Les potentiels thermodynamiques (
,
,
,
) sont des fonctions d'état.
Ils caractérisent l'énergie du système considéré (1er principe) et sa tendance à occuper un état d'équilibre (2e principe).
Lorsque l'état d'équilibre est atteint, le potentiel est à son minimum.
Pour des systèmes adiabatiques, l'énergie interne
et l'enthalpie
constituent les potentiels utiles.
Pour des systèmes monothermes, l'énergie libre
et l'enthalpie libre
sont les potentiels les plus adaptés.
À volume constant, on utilise les énergies
et
et à pression constante les enthalpies
et
.
Potentiel chimique
Le potentiel chimique
est la dérivée partielle d'un potentiel thermodynamique par rapport au nombre
de moles.
est égal à l'enthalpie libre molaire
.
Sa différentielle est
.
Sa forme générale est
, où
est l'activité chimique de l'espèce considérée.
La relation de Gibbs-Duhem pour
espèces
est de la forme
.