自由能

在热力学当中，自由能指的是在某一个热力学过程中，系统减少的内能中可以转化为对外做功的部分，它衡量的是：在一个特定的热力学过程中，系统可对外输出的“有用能量”。

[编辑] 吉布斯自由能和亥姆霍茨自由能

对不同的热力学过程，可以定义不同的“自由能”。最常见的有吉布斯自由能和亥姆霍茨自由能。

• 吉布斯自由能定义在等温等压过程中，在化学中常用。

G = U − TS + pV = H − TS

• 亥姆霍茨自由能定义在可逆等温过程中，因为和正则系综的配分函数相联系，在物理学中最为常用。

A = U − TS

[编辑] 术语和符号的含混

历史上，对“自由能”这一术语的使用在不同学科中存在不同。

• 化学当中，自由能指的是吉布斯自由能，以F表示，同时称亥姆霍茨自由能为“亥姆霍茨函数”，以示区别。
• 物理学当中，自由能指的亥姆霍茨自由能，以F表示，同时称吉布斯自由能为“吉布斯函数”，以示区别。

现在，一般以G表示吉布斯自由能，以A表示亥姆霍茨自由能，避免使用F。