同的热力学过程，热力学自由能有不同表达形式。最常见的有吉布斯自由能"G"和亥姆霍兹自由能"A"（或"F"）。等温等容过程用亥姆霍兹自由能 "A = U - TS" 作为自发性判据；等温等压过程用吉布斯自由能"G = H - TS" 作为判据，式中"H"为焓。两者间存在"G = A + pV "（"p"，压强；"V"，体积）关系。
吉布斯自由能和亥姆霍兹自由能.
亥姆霍兹自由能.系统经历等温、等体积的热力学过程，可以用亥姆霍兹自由能作为自发性判据。亥姆霍兹自由能