Для изотермического перехода уравнение (26) можно представить в виде
или . (27)
Величина U – T·S называется свободной энергиейтермодинамической системы,
обозначается F. Таким образом,
. (28)
Изменение свободной энергии равно работе совершаемой системой при изотермическом процессе. Свободная энергия F = U - T·S является функцией состояния; т.к. зависит от U, T, S, являющихся однозначными функциями состояния.