В термодинамиката свободната енергия на Гибс е известна още като свободна енталпия, което е термодинамичен потенциал, който може да се използва за изчисляване на максималната обратима работа, която термодинамичната система може да извърши при постоянна температура и налягане (изотермична, изобарна).
Точно както в механиката, където намаляването на потенциалната енергия се определя като максималната работа, която може да бъде извършена, различните потенциали имат различно значение. Капката на свободната енергия на Гибс (джаули в международни единици) е максималното количество неразширяваща се работа, която може да бъде извлечена от затворена термодинамична система; този максимум може да бъде постигнат само при напълно обратим процес.
Когато системата се промени обратимо от първоначално състояние до крайно състояние, намаляването на свободната енергия на Гибс се равнява на работата, извършена от системата в нейната среда, намалена от работата на силата на натиск.
Свободната енергия на Гибс се означава с G и се изразява в уравнението G = H - TS.
Уравнение на Гибс Хелмхолц:
ΔG = ΔH - TΔS
Това уравнение е много полезно при прогнозиране на спонтанността на даден процес.
(i) Ако ∆G е отрицателен, процесът е спонтанен
(ii) Ако ∆G е положителен, процесът не е спонтанен
(iii) Ако е равен на нула, процесът е в равновесие
(Прочетете също: Запознаване със закона на Бойл)
Свободната енергия на Гибс, първоначално наречена налична енергия, е разработена през 1870 г. от американския учен Джосия Уилард Гибс. През 1873 г. Гибс описва тази „налична енергия“ като:
"Най-голямото количество механична работа, което може да бъде получено от вещество при определено количество в дадено първоначално състояние, без да се увеличава обемното количество или да се оставя топлината да тече към или от външната страна на обекта, освен като при затварящи процеси, останали в първоначалното им състояние. "
Първоначалното състояние на материята, според Гибс, трябва да бъде такова, че "обектите могат да преминат от енергийно освободеното състояние чрез обратим процес".
Свободна енергия и равновесие на Гибс
ΔrGƟ = ΔrHƟ - TΔrSƟ = -2,303RTlogK
Където:
K е равновесната константа
R е газовата константа
T е температурата
За силни ендотермични реакции стойността на ΔrHƟ е голям и положителен. За тази стойност реакцията K ще бъде много по-малка от 1 и реакцията ще образува продукт.
За силни ендотермични реакции стойността на ΔrHƟ е голям и отрицателен. За такава реакция стойността K би била по-голяма от 1.
