Free Energy

释义 Definition

自由能：热力学中的一个量，表示在给定条件下系统可用于做“有用功”的能量。最常见的是吉布斯自由能（Gibbs free energy, G，常用于恒温恒压过程），另有亥姆霍兹自由能（Helmholtz free energy, F/A，常用于恒温恒容过程）。
在大众语境中，“free energy”有时被误用来指“无限/免费的能量”（类似永动机概念），但这不符合物理学。

发音 Pronunciation (IPA)

/ˌfriː ˈɛnərdʒi/

例句 Examples

Free energy helps us predict whether a reaction will happen.
自由能能帮助我们预测一个反应是否会发生。

At constant temperature and pressure, a process tends to be spontaneous when the Gibbs free energy decreases.
在恒温恒压条件下，当吉布斯自由能降低时，一个过程往往更倾向于自发发生。

词源 Etymology

“free”在这里不是“免费”的意思，而更接近“可用的、可释放出来的”。19世纪热力学发展中，科学家用“free energy”来指在某些约束条件下（如恒温恒压）能够转化为外界可利用功的那部分能量；后来与吉布斯、亥姆霍兹等人的理论体系结合，形成了现代物理化学中常用的术语。

相关词 Related Words

• Enthalpy
• Entropy
• Gibbs
• Helmholtz
• Chemical Potential
• Equilibrium
• Spontaneous
• Thermodynamics

文学与著作中的用例 Literary Works

• Physical Chemistry（Atkins & de Paula）——在化学热力学章节系统讲解吉布斯自由能与反应自发性。
• Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics（Herbert B. Callen）——以自由能为核心量之一讨论平衡与势函数。
• The Feynman Lectures on Physics（Richard P. Feynman）——在统计物理/热学相关内容中讨论自由能与能量、熵的关系。
• Molecular Driving Forces（Dill & Bromberg）——用自由能框架解释分子作用、折叠与结合等现象。