不均一な物質系の平衡に就いて
ギブズははじめに、1873年にコネティカット州芸術科学アカデミー論文誌に発表された2報の論文『流体の熱力学における図式解法(Graphical methods in the thermodynamics of fluids)』、『物体の熱力学的諸性質の曲面による幾何学的表示(A method of geometrical representation of the thermodynamic properties of substances by means of surfaces)』によって数理物理学に貢献した。ギブズの次のそして最も重要な論文が『不均一な物質系の平衡に就いて』(1876年と1878年の2部)であった。この記念碑的で密に織られた300頁の論文において、熱力学第一法則、熱力学第二法則、熱力学の基本関係式(英語版)が相転移や熱力学系における熱力学反応の傾向(英語版)の—ラグランジュ解析学 による三次元の幾何的描像に基づく—予測ならびに定量化などに適用された。