Energia livre de Helmholtz

Quatro quantidades chamadas “potenciais termodinâmicos” são úteis na termodinâmica química de reacções e processos não cíclicos. São a energia interna, a entalpia, a energia livre de Helmholtz e a energia livre de Gibbs. A energia livre de Gibbs G é definida por

A energia interna U pode ser pensada como a energia necessária para criar um sistema na ausência de mudanças de temperatura ou volume. Mas como discutido na definição de entalpia, uma quantidade adicional de trabalho PV deve ser feita se o sistema for criado a partir de um volume muito pequeno, a fim de “criar espaço” para o sistema. Como discutido na definição da energia livre de Helmholtz, um ambiente a temperatura constante T contribuirá com uma quantidade de TS para o sistema, reduzindo o investimento total necessário para a criação do sistema. Esta contribuição de energia líquida para um sistema criado em temperatura ambiente T a partir de um volume inicial insignificante é a energia livre de Gibbs.

A mudança na energia livre de Gibbs, ΔG, em uma reação é um parâmetro muito útil. Pode ser pensado como a quantidade máxima de trabalho que se pode obter a partir de uma reacção. Por exemplo, na oxidação da glucose, a alteração da energia livre de Gibbs é ΔG = 686 kcal = 2870 kJ. Esta reacção é a principal reacção energética nas células vivas.