fri energi

Fri energi, termodynamisk funktion. I termodynamikken benyttes en række funktioner eller potentialer svarende til forskellige valg af ydre bindinger på et system. Der skelnes mellem to former for fri energi: For et system i termodynamisk ligevægt er Helmholtz' fri energi (betegnelse A, i fysik dog ofte F) minimal for fastholdt temperatur (T) og volumen (V), mens Gibbs' fri energi (G) er minimal for fastholdt temperatur og tryk (p). De forskellige funktioner har alle relation til den indre energi (U). Helmholtz' fri energi er defineret ved Helmholtzfunktionen A = U − TS, hvor S er systemets entropi, og T den absolutte temperatur. Indføres enthalpien (H = U + pV), er Gibbs' fri energi defineret analogt ved Gibbsfunktionen G = H − TS.

Ved små ændringer af et systems tilstandsparametre, fx af temperaturen fra T til T + ΔT, ændres den fri energi med ΔA = −SΔT − pΔV og ΔG = −SΔT + VΔp. Gibbs' fri energi foretrækkes ofte frem for Helmholtz' fri energi, fordi det i praksis er lettere at opnå en præcis værdi for trykdifferencen Δp i ΔG end for forskellen i volumen ΔV i ΔA.