열역학
고전적 카르노 기관
분과 고전열역학 통계역학 화학열역학 평형열역학/비평형열역학
법칙 열역학 제0법칙 열역학 제1법칙 열역학 제2법칙 열역학 제3법칙
계 상태 상태방정식 이상기체 실제 기체 물질의 상태 열역학적 평형 공제부피 과정 등압과정 등적과정 등온과정 단열과정 등엔트로피 과정 등엔탈피 과정 준정적과정 다방과정 자유팽창 가역과정 비가역과정 내적가역성 순환 열기관 냉난방 순환 열효율
계의 성질 비고: 기울임꼴로 된 것들은 공액변수이다. 열역학도 세기 성질과 크기 성질 상태함수 온도  / 엔트로피 (개론) 압력 / 부피 화학적 퍼텐셜 / 입자수 증기량 대비성질 과정함수 일 열
물성 순수 물질의 열역학적 데이터베이스 비열용량  ${\displaystyle c=}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle \partial S}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle \partial T}$ 압축률  ${\displaystyle \beta =-}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial p}$ 열팽창  ${\displaystyle \alpha =}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial T}$
방정식 카르노 정리 클라우지우스 정리 열역학 기본관계 이상기체 법칙 맥스웰 관계식 온사게르 상호관계식 브리지먼 열역학 방정식 열역학 방정식 표
퍼텐셜 자유 에너지 자유 엔트로피 내부 에너지 ${\displaystyle U(S,V)}$ 엔탈피 ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ 헬름홀츠 자유 에너지 ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ 깁스 자유 에너지 ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$
역사 열역학사 개괄 열 개념의 역사 엔트로피의 역사 기체 법칙 영구기관의 역사 과학철학 엔트로피와 시간 엔트로피와 생명 브라운 래칫 맥스웰의 도깨비 열죽음 역설 로슈미트의 역설 협동학 이론 열소설 열이론 활력 열의 사사당량 원동력 주요 저서 마찰 때 발생하는 열의 원인에 관한 실험적 조사 불균일 물질의 평형에 대하여 불의 원동력에 관한 고찰 연표 열역학사 연표 열기관 개발사 연표 교육 맥스웰의 열역학적 표면 에너지 분산으로서의 엔트로피
과학자 베르누이 카르노 클라페롱 클라우지우스 카라테오도리 뒤엠 깁스 헬름홀츠 줄 맥스웰 폰 마이어 온사게르 랭킨 스미튼 슈탈 톰슨 켈빈 남작 워터슨
분류: 열역학
v t e

열역학에서 열역학적 자유 에너지(thermodynamic free energy)는 열역학계의 상태 함수 중 하나이다(나머지는 내부 에너지, 엔탈피, 엔트로피 등). 자유에너지의 변화는 시스템이 일정한 온도에서 한 과정에서 수행할 수 있는 최대 일량이며, 그 부호는 그 과정이 열역학적으로 바람직한지 아니면 비허용되는지를 나타낸다. 자유 에너지에는 일반적으로 위치 에너지가 포함되어 있으므로 절대적인 것이 아니라 영점 선택에 따라 달라진다. 따라서 상대적인 자유 에너지 값, 즉 자유 에너지의 변화만이 물리적으로 의미가 있다.

자유 에너지는 일정한 온도에서 열역학적 일, 즉 열에너지에 의해 매개되는 일을 수행하는 데 사용할 수 있는 제1법칙 에너지의 일부이다. 자유 에너지는 그러한 작업 과정에서 돌이킬 수 없는 손실을 입을 수 있다.^[1] 제1법칙 에너지는 항상 보존되므로 자유 에너지는 소모성, 제2법칙 종류의 에너지임이 분명하다. 여러 자유 에너지 함수는 시스템 기준에 따라 공식화될 수 있다. 자유 에너지 함수는 내부 에너지의 르장드르 변환이다.

• 에너지
• 엑서지
• 열역학 제2법칙
• 초전도 현상