La helmholca libera energio estas termodinamika potencialo kiu mezuras la netan energion ĉerpeblan el sistemo en termika rezervujo. Ĝia simbolo estas ${\displaystyle A}$ (laŭ IUPAC) aŭ ${\displaystyle F}$ (ofte en la fizika literaturo).

Difino

La helmholca libera energio ${\displaystyle A}$ estas difinita kiel

${\displaystyle A=U-TS}$

kie ${\displaystyle U}$ estas la interna energio, ${\displaystyle T}$ estas la temperaturo, kaj ${\displaystyle S}$ estas la entropio. Do

${\displaystyle dA=dU-T\,dS-S\,dT=-P\,dV-S\,dT}$.

Se oni konas la kanonan dispartigan funkcion ${\displaystyle Z(T)}$, do

${\displaystyle A=-T\ln Z}$.