热力学自由能(英语:Thermodynamic free energy)是指一个热力学系统的能量中可以用来对外做功的部分,是热力学态函数。[1]自由能可以作为一个热力学过程能否自发进行的判据。[2]
对限定条件不同的热力学过程,热力学自由能有不同表达形式。最常见的有吉布斯自由能G和亥姆霍兹自由能A(或F)。等温等容过程用亥姆霍兹自由能 A = U - TS 作为自发性判据;等温等压过程用吉布斯自由能G = H - TS 作为判据,式中H为焓。[2]两者间存在G = A + pV (p,压强;V,体积)关系。[3]