Helmholtzi vabaenergia

Helmholtzi vabaenergia ehk Helmholtzi  energia on Hermann von Helmholtzi järgi nimetatud termodünaamiline olekufunktsioon, mis olekuparameetrite temperatuuri , ruumala  ja  termodünaamilises süsteemis sisalduva ainehulga  funktsioonina määrab täielikult süsteemi termodünaamilised omadused. Neid olekuparameetreid kui sõltumatuid muutujaid nimetatakse ka vaba energia loomulikeks muutujateks (ingl natural variables).

Entroopia , rõhk  ja keemiline potentsiaal  avalduvad sel juhul Helmholtzi energia   osatuletistena .

Helmholtzi vaba energia on võrdne süsteemi siseenergiaga , millest on lahutatud süsteemi 
absoluutse temperatuuri  ja  entroopia  korrutis:
.

Molaarne vaba energia (ühik J/mol) on vaba energia ainehulga  kohta:
.

Vaba erienergia (ühik J/kg) on vaba energia massi  kohta
.

Süsteemis, mille temperatuur ja maht püsib muutumatuna, kulgevad pöördumatud protsessisd Helmholtzi energia vähenemise suunas, kusjuures termodünaamilise tasakaalu olukorras on vaba energia väärtus väikseim. 
Isotermilises protsessis on Helmholtzi energia muutus avaldatav kujul

kus  ja  on vastavalt vaba energia alg- ja lõppväärtus ja  on süsteemi töö; võrdus kehtib pöörduva protsessi ja võrratus pöördumatu protsessi korral.

Kui kasutatakse terminit vabaenergia või vaba energia ilma nimelise täpsustuseta, siis mõeldakse üldiselt Helmholtzi vabaenergiat.

Vaata ka 
 Termodünaamiline potentsiaal
 Gibbsi vabaenergia

Viited 

Termodünaamika