自由能與自發性
吉布斯自由能（Gibbs free energy）
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吉布斯自由能是一種巧妙的記帳辦法：它用一個數字告訴你，在溫度和壓強都固定的條件下（也就是一隻敞口燒杯放在室溫裡這樣的日常情形），某個變化會不會自己發生。你可以把它想成系統能量裡真正「自由」、能拿來做有用功的那一部分——前提是先把周圍環境注定要當作廢熱索走的那一份扣除掉。當這部分自由能能往下降，變化就樂意進行；當它只能往上爬，沒有外力推一把，變化就不會動。
嚴格地說，它定義為 G = H − TS：其中 H 是焓（熱含量），T 是絕對溫度，S 是熵（能量與物質鋪展開的程度）。在溫度、壓強恆定時，一個過程能自發進行，恰恰就是當系統的 G 下降的時候。關鍵在 −TS 這一項：它把熱力學第二定律——本來是關於整個宇宙的陳述——摺疊進了一個你只需盯著眼前這個系統就能算出的量裡。
它為什麼重要：幾乎所有化學和生物過程都在大致恆定的溫度、壓強下進行，所以吉布斯自由能是判斷反應往哪邊走、電池如何推動電流、為何冰在零度以上會化的總開關。一句老實話——自由能下降只說明這個變化「被允許」，並不代表它「會很快」。從能量看金剛石「更想」變成石墨，可它仍能歷久不變，只因為沒有任何途徑讓它走過去。
在 25°C、普通大氣壓下，放在暖房裡的冰，其吉布斯自由能高於它將變成的液態水——於是它自行融化。把溫度降到 0°C 以下，帳本就翻面了：此時固態冰的吉布斯自由能更低，於是水反過來結冰。
吉布斯自由能更低的那個狀態，就是系統自發滑向的狀態。
它以美國科學家吉布斯（J. Willard Gibbs）命名，他在 1870 年代奠定了化學熱力學。「自由」一詞是歷史叫法，意思是「可拿來做非熱形式的功」，而不是「不花錢」——如今許多教材乾脆只稱它為「吉布斯能」。
又稱
另見