高等熱力學
吉布斯自由能（Gibbs free energy）
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真實的化學反應與日常的相變，並非在定體積下發生，而是在實驗桌上定溫定壓的開放環境中進行。吉布斯自由能（Gibbs free energy）正是這些條件下的主宰勢：維持在定溫定壓的系統會自發地朝 G 較低的方向滑動，並停在 G 的極小值。若某變化會使 G 下降，它便自行發生；否則不會。
它定義為 G = U - T S + p V = H - T S = F + p V，自然變數為溫度 T、壓力 p 與粒子數 N，微分式為 dG = -S dT + V dp + sum mu_i dN_i。它是內能的雙重勒壤得轉換，把熵換成溫度、體積換成壓力。對單一純物質有一個關鍵恆等式 G = mu N，即化學勢就是每個粒子的吉布斯能。
凡是問「定溫定壓下的平衡或自發性」都會遇到 G：當 sum nu_i mu_i < 0 時反應持續進行，直到化學平衡才停止；兩相共存的條件是它們的莫耳吉布斯能（即化學勢）相等，這正是克勞修斯-克拉佩龍方程式的出發點。注意：這裡的「自發」意指熱力學上允許，而非快速——動力學（活化能障）可能讓一個使 G 下降的變化耗時如地質尺度那麼久。
在 1 atm 下，冰與液態水的莫耳吉布斯能恰在 273.15 K 相等——這正是兩者在該處共存的原因。溫度略高於此，液態的 G 較低，冰便融化；略低於此，固態勝出，水便結冰。在給定的 T 與 p 下，你觀察到的相永遠是吉布斯自由能最小的那一相。
平衡相就是在給定 T、p 下使 G 極小化的那一相。
delta G < 0 代表在定溫定壓下該過程於熱力學上有利，但完全不談速率；鑽石相對於石墨是介穩態，卻不會明顯轉變。
又稱
另見