Helmholtzova volná energie

V chemické termodynamice reakcí a necyklických procesů jsou užitečné čtyři veličiny nazývané „termodynamické potenciály“. Jsou to vnitřní energie, entalpie, Helmholtzova volná energie a Gibbsova volná energie. Gibbsova volná energie G je definována takto

Vnitřní energii U si lze představit jako energii potřebnou k vytvoření systému při absenci změn teploty nebo objemu. Jak však bylo řečeno při definici entalpie, je třeba vykonat dodatečnou práci PV, pokud je systém vytvořen z velmi malého objemu, aby se pro systém „vytvořil prostor“. Jak bylo uvedeno v definici Helmholtzovy volné energie, prostředí s konstantní teplotou T přispěje do systému množstvím TS, čímž se sníží celková investice nutná k vytvoření systému. Tento čistý příspěvek energie pro systém vytvořený v prostředí o teplotě T ze zanedbatelného počátečního objemu je Gibbsova volná energie.

Změna Gibbsovy volné energie, ΔG, při reakci je velmi užitečný parametr. Lze si ji představit jako maximální množství práce, které lze reakcí získat. Například při oxidaci glukózy je změna Gibbsovy volné energie ΔG = 686 kcal = 2870 kJ. Tato reakce je hlavní energetickou reakcí v živých buňkách.