Максимальная и минимальная работы процесса. 
Термодинамические потенциалы

По изменению характеристических функций можно определить максимальную работу немеханического характера при соответствующих условиях сопряжения ТС с окружающей средой, т. е. при двух фиксированных независимых параметрах. Так, для сложной закрытой ТС, в которой протекают процессы с двумя фиксированными параметрами, находящимися под знаками дифференцирования в правых частях объединенных выражений 1-го и 2-го законов термодинамики (1)-(4) получим следующие соотношения:

при S, V=const ?s, V ,.

при S, p=const ?s, p ,.

при T, V=const ?T, V,.

при T, p=const ?T, p,.

где ?= - сумма работ немеханического характера. Для конечного процесса 1−2 эти выражения запишем в виде, умножив левые и правые части уравнений (22)-(25) на минус единицу (-1). Тогда:

• ?s, V,
• ?s, p,
• ?T, V,

?T, p,.

При протекании обратимых процессов работа немеханического характера ? максимальна и равна уменьшению соответствующей характеристической функции, т. е.:

?s, V max,

• ?s, p max,
• ?T, V max,

?T, p max.

При протекании необратимых процессов с максимальными потерями работоспособности ТС работа немеханического характера равна нулю, т. е.

?min=0.

В общем случае при необратимых процессах часть энергии упорядоченного движения материи диссипирует (рассеивается) в энергию теплового неупорядоченного движения и работа немеханического характера ТС ? будет меньше максимальной работы в обратимых процессах.

В термодинамике характеристические функции: U, H, F, G, дифференциалы которых с обратным знаком равны элементарной работе немеханического характера, называют термодинамическими потенциалами:

U — изохорно-изоэнтропийный потенциал,.

H — изобарно-изоэнтропийный потенциал,.

F — изохорно-изотермический потенциал,.

G — изобарно-изотермический потенциал.

Уменьшение термодинамических потенциалов при фиксации двух параметров в обратимых процессах равно максимальной работе ТС.

Таким образом, сумма работ немеханического характера может быть определена через изменения характеристических функций при фиксации двух независимых параметров.