エントロピーを考慮した有効なエネルギーの評価: エクセルギーと自由エネルギー

まだ意義の説明がほとんどできていませんが、定義だけ書いておきます。

エクセルギー (exergy)

(工学で使われる用語。) 力学的エネルギーと内部エネルギーの合計をE、環境の温度(絶対温度)を T_env、エントロピーを Sとすると E - T_env S 。 [2014-05-07改訂。これまでの記述には力学的エネルギーが抜けていた。]

HELMHOLTZ (ヘルムホルツ)の自由エネルギー

(化学で使われる用語。) 内部エネルギーを U、温度(絶対温度)を T、エントロピーを Sとすると U - T S 。 体積一定のもとで自発的に起こる過程では自由エネルギーが減少する。

エンタルピー (enthalpy)

(化学で使われる用語。) 内部エネルギーを U、圧力を p、体積を Vとすると U + p V 。 体積が変化すると物体がまわりに対して仕事をする(あるいは、される)ので、 それに伴うエネルギーの出入りを内部エネルギー変化に加えたもの。

GIBBS (ギブス)の自由エネルギー、ギブスエネルギー

(化学で使われる用語。) 上と同じ表現で、 U + p V - T S 。 圧力一定のもとで自発的に起こる過程ではギブスエネルギーが減少する。

参考文献例

• 白井 光雲, 2011: 現代の熱力学。共立出版。 [読書ノート] とくに7.1節「最大仕事の原理」。
• 宿谷(しゅくや) 昌則 編著, (2004), 2010: エクセルギーと環境の理論 --流れ・循環のデザインとは何か-- 改訂版 井上書院。 [読書メモ] (建築学の立場から)