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 .