Почему свободная энергия Гельмгольца считается важным показателем для анализа термодинамических систем?

Свободная энергия Гельмгольца считается важным показателем для анализа термодинамических систем по нескольким причинам:

• Связь с устойчивостью термодинамического равновесия. 1 В системе с фиксированными температурой и объёмом положение устойчивого равновесия соответствует точке минимума свободной энергии Гельмгольца. 1 В этой точке никакие изменения макроскопических параметров невозможны. 1
• Связь с максимальной работой. 1 Свободная энергия Гельмгольца является мерой работы, которую может совершить термодинамическая система над внешними телами. 12 Можно определить максимальную работу, которую система может совершить, и показать, что она равна убыли свободной энергии Гельмгольца. 12
• Характеристика полезной работы системы. 3 Свободная энергия Гельмгольца описывает ту часть полной энергии системы, которая может быть превращена в работу в изобарно-изотермическом (или в изохорно-изотермическом) процессе. 3
• Критерий направленности самопроизвольного процесса. 3 Изменение энергии Гельмгольца в системе может служить критерием направленности самопроизвольного процесса. 3