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Énergie libre

L'énergie libre est un intermédiaire de calcul utilisé en thermodynamique.

La deuxième loi de la thermodynamique nous permet de dire si une réaction ou un processus est réversible, irréversible ou impossible. Le problème est que pour le déterminer, nous devons posséder l'entropie totale du système(l'entropie de l'univers), c'est-à-dire celle du système et celle de son environnement ce qui est très difficile à déterminer. Il serait plus pratique d'obtenir une fonction d'état qui ne dépende que du système lui-même. Une telle fonction est appelé énergie libre, soit de Helmoltz à température et volume constants, soit de Gibbs à pression et température constantes. L'énergie libre essaie donc de représenter la part d'énergie d'un système que l'on peut utiliser pour un travail « utile ». Lorsqu'un système évolue naturellement, son énergie libre diminue.

Énergie libre de Gibbs

L'énergie libre de Gibbs représente la quantité de travail, qui n'est pas du travail d'expansion , que peut fournir un système à température et pression constantes.

L'énergie libre molaire partielle pour une espèce chimique est appelée « potentiel chimique » de l'espèce, et est noté µ :

où C_i est la concentration de l'espèce i.

Énergie libre de Helmoltz