Energia lliure de Helmholtz

En termodinàmica, l'energia lliure de Helmholtz (o energia de Helmholtz és un potencial termodinàmic que mesura el treball útil que es pot obtenir a partir d'un sistema termodinàmic tancat a una temperatura constant (isotèrmica). El canvi en l'energia de Helmholtz durant un procés és igual a la quantitat màxima de treball que el sistema pot realitzar en un procés termodinàmic en què la temperatura es manté constant. A temperatura constant, l'energia lliure de Helmholtz es minimitza a l'equilibri.^[1]

En canvi, l'energia lliure o entalpia lliure de Gibbs s'utilitza més habitualment com a mesura del potencial termodinàmic (especialment en química) quan és convenient per a aplicacions que es produeixen a pressió constant. Per exemple, en la investigació d'explosius s'utilitza sovint l'energia lliure de Helmholtz, ja que les reaccions explosives per la seva naturalesa indueixen canvis de pressió. També s'utilitza sovint per definir equacions fonamentals d'estat de substàncies pures.^[2]

El concepte d'energia lliure va ser desenvolupat per Hermann von Helmholtz, un físic alemany, i es va presentar per primera vegada el 1882 en una conferència anomenada "Sobre la termodinàmica dels processos químics".^[3] De la paraula alemanya Arbeit (treball), la Unió Internacional de Química Pura i Aplicada (IUPAC) recomana el símbol A i el nom Helmholtz energia.^[4] En física, el símbol F també s'utilitza en referència a l'energia lliure o la funció de Helmholtz.