本文拟结合准静态过程假说^[1]，介绍热力学函数“H、G及A”的物理意义.

1. 热力学能及热力学能变的结构

   准静态过程假说从宏观角度将热力学能（U）划分为热能（TS）、功能（-pV）及吉布斯能（G）三部

分；参见如下式（1）所示：

      U=TS+(-pV)+G              （1）

       对于元熵过程，准静态过程假说认为，热力学能变（dU）由热量（δQ）、体势变（δW_V）及有效功

（δW'）三部分组成；参见如下式（2）所示：

       dU=δQ+δW_V+δW'       （2）

      并将热量及体势变分别定义为：

      δQ=T·dS                         （3）

      δW_V=-p·dV                    （4）

      将式（3）及（4）依次代入式（2）可得：

      dU=T·dS+（-p·dV）+δW'       （5）

     则将式（1）、（5）分别称热力学能及热力学能变的结构式.

 2. H、G及A的物理意义

    准静态过程假说将焓（H）及亥姆霍兹能（A）分别定义为：

     H=TS+G = U-(-pV)                              （6）

     A=(-pV)+G =U-TS                                （7）

     式（6）显示：焓由热能与吉布斯能构成；热力学能减功能即为焓.

     式（7）显示：亥姆霍兹能由功能与吉布斯能构成；热力学能减热能即为亥姆霍兹能.

     式（6）、（1）及（7）显示：H、G及A均为能量，均为热力学能的一部分.

 3. dH、dG及dA的物理意义

     准静态过程假说将余能（Y）定义为：

     Y=TS+(-pV)                                    （8）

     对于某微小热力学过程，由式（8）变形可得：

     dY=T·dS+S·dT-p·dV-V·dp               （9）

     准静态过程假说将式（9）中“S·dT”定义为温势变；“-V·dp”定义为压势变.

     温势变与压势变也是热力学过程出现的能量传递形式，可称为“潜能变”.    

     将“H=U+pV、G=H-TS及A=U-TS”依次代入式（5），并整理可得：

      dH=T·dS+V·dp+δW'        （10）

      dG=-S·dT+V·dp+δW'       （11）

      dA=-S·dT-p·dV+δW'        （12）

     式（10）显示：焓变等于“热量+有效功-压势变”；

     式（11）显示：吉布斯能变等于“有效功-温势变-压势变”；

     式（12）显示：亥姆霍兹能变等于“体势变+有效功-温势变”.

 3. 结论

    ⑴“H、G及A”均为能量，均为热力学能的一部分；

    ⑵“dH、dG及dA”均由若干确定的能量传递形式构成; 表明除“热量与功”规定外，有必要进一步明确系统与环

境间其它的能量传递形式.

参考文献

[1]余高奇.热力学第一定律研究.科学网博客.2021,8