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熱力学的状態量に対する特性関数（カノニカル関数）で，ヘルムホルツの自由エネルギーとギブスの自由エネルギーの二つがある．特性関数とは，それの微分と四則によりほかのすべての状態量を導くことができるような関数である．自由エネルギーは物質の系の熱平衡の規準や，最大仕事を与える．その際，いずれの自由エネルギーを使うかは，束縛条件による．
