熱力學自由能(英語:thermodynamic free energy)是指一個熱力學系統(tǒng)的能量中可以用來對外做功的部分,是熱力學態(tài)函數(shù)。自由能可以作為一個熱力學過程能否自發(fā)進行的判據(jù)。
對限定條件不同的熱力學過程,熱力學自由能有不同表達形式。最常見的有吉布斯自由能G和亥姆霍茲自由能A(或F)。等溫等容過程用亥姆霍茲自由能 A = U - TS 作為自發(fā)性判據(jù);等壓等容過程用吉布斯自由能G = H - TS 作為判據(jù),式中H為焓。兩者間存在G = A + pV (p,壓強;V,體積)關(guān)系。