熱力学の基礎 問題13.4

ここで

のとき

と近似できる．よって

ルジャンドル変換してくださいといわんばかりなので，ルジャンドル変換して

となる．
このFの最小値が平衡状態のときのヘルムホルツの自由エネルギー