Energía libre de Helmholtz

Cuatro magnitudes llamadas «potenciales termodinámicos» son útiles en la termodinámica química de las reacciones y los procesos no cíclicos. Son la energía interna, la entalpía, la energía libre de Helmholtz y la energía libre de Gibbs. La energía libre de Gibbs G se define por

La energía interna U podría considerarse como la energía necesaria para crear un sistema en ausencia de cambios de temperatura o volumen. Pero como se discutió en la definición de la entalpía, se debe realizar una cantidad adicional de trabajo PV si el sistema se crea a partir de un volumen muy pequeño con el fin de «crear espacio» para el sistema. Como se discutió al definir la energía libre de Helmholtz, un entorno a temperatura constante T contribuirá con una cantidad TS al sistema, reduciendo la inversión total necesaria para crear el sistema. Esta contribución de energía neta para un sistema creado en la temperatura ambiente T a partir de un volumen inicial insignificante es la energía libre de Gibbs.

El cambio en la energía libre de Gibbs, ΔG, en una reacción es un parámetro muy útil. Se puede considerar como la cantidad máxima de trabajo que se puede obtener de una reacción. Por ejemplo, en la oxidación de la glucosa, el cambio en la energía libre de Gibbs es ΔG = 686 kcal = 2870 kJ. Esta reacción es la principal reacción energética en las células vivas.