Energia liberă Helmholtz

Patru mărimi numite „potențiale termodinamice” sunt utile în termodinamica chimică a reacțiilor și proceselor neciclice. Acestea sunt energia internă, entalpia, energia liberă Helmholtz și energia liberă Gibbs. Energia liberă Gibbs G este definită prin

Energia internă U poate fi considerată ca fiind energia necesară pentru a crea un sistem în absența modificărilor de temperatură sau de volum. Dar, așa cum s-a discutat la definirea entalpiei, trebuie efectuată o cantitate suplimentară de muncă PV dacă sistemul este creat dintr-un volum foarte mic, pentru a „crea spațiu” pentru sistem. După cum s-a discutat la definirea energiei libere Helmholtz, un mediu la temperatură constantă T va contribui cu o cantitate TS la sistem, reducând investiția totală necesară pentru crearea sistemului. Această contribuție netă de energie pentru un sistem creat în mediu la temperatura T pornind de la un volum inițial neglijabil este energia liberă Gibbs.

Variația energiei libere Gibbs, ΔG, într-o reacție este un parametru foarte util. Acesta poate fi considerat ca fiind cantitatea maximă de muncă ce poate fi obținută în urma unei reacții. De exemplu, în oxidarea glucozei, modificarea energiei libere Gibbs este ΔG = 686 kcal = 2870 kJ. Această reacție este principala reacție energetică din celulele vii.