热力学中,自由度F是当系统为平衡状态时,在不改变相的数目情况下,可独立改变的因素(如温度和压力),这些变量的数目叫做自由度数。
例如,液态水系统,可以再一定范围内任意改变温度和压力,仍可保持单相的水不变,则该系统的自由度为2,记作F=2。若系统是液态水与水蒸气平衡共存,如果指定温度,则系统压力必须等于该温度下的水的饱和蒸汽压,否则系统中汽、液两相就会有一相消失,这时压力并不能任意选择,故自由度数为1,即F=1。也就是说,若系统保持汽-液共存的相态不变,温度和压力两者中只能任意变动一个。因此自由度数实际上是系统的独立变量数。系统的自由度跟其他变量的关系F=C-P+n其中F:表示系统的自由度C:系统的独立组元数(numberofindependentcomponent)P:相态数目n:外界因素,多数取n=2,代表压力和温度;对于熔点极高的固体,蒸汽压的影响非常小,可取n=1。