Die uns umgebende Materie besitzt eine Fülle verschiedener Eigenschaften. Das sind ihre Form, ihre Masse, ihre Dichte, ihre Farbe, ihre Härte, ihre Elektrisierbarkeit, ihre Magnetisierung, ihr chemisches Verhalten usw. Alle diese Eigenschaften hängen von den thermodynamischen Bedingungen ab, bei denen sich die Materie befindet. Solche Bedingungen sind Temperatur, Druck, elektrisches oder magnetisches Feld usw. Der Zusammenhang zwischen den Eigenschaften der Materie und diesen Bedingungen wird durch ein thermodynamisches Potenzial bestimmt. Wir betrachten dazu den erweiterten Ersten Hauptsatz, den wir ähnlich schon in Gl. 7.11 kennen gelernt haben: 9.1 \(\mathrm{d}U=T\,\mathrm{d}S-P\,\mathrm{d}V+\boldsymbol{F}\cdot\mathrm{d}\boldsymbol{L}+\boldsymbol{E}\cdot\mathrm{d}\boldsymbol{M}_{\mathrm{e}}+\boldsymbol{B}\cdot\mathrm{d}\boldsymbol{M}_{\mathrm{m}}\) \(U\)  innere Energie, \(T\)  Temperatur, \(S\)  Entropie, \(P\)  Druck, \(V\)  Volumen, \(\boldsymbol{F}\)  mechanische Kraft, \(\boldsymbol{L}\)  Länge, \(\boldsymbol{E}\)  elektrisches Feld, \(\boldsymbol{M}_{\mathrm{e}}\)  elektrisches Moment, \(\boldsymbol{B}\)  Magnetfeld, \(\boldsymbol{M}_{\mathrm{m}}\)  magnetisches Moment