Свободна енергия на Гибс: Разлика между версии

Направо към навигацията Направо към търсенето
редакция без резюме
Редакция без резюме
Редакция без резюме
{{Статистическа физика}}
В термодинамиката енергията на Гибс '''G''' отбелязва способността на даден процес да протича спонтанно. По дефиниция свободната енергия на Гибс <math>\mathbf{EG}</math> е равна на
 
<center><math>\mathbf{EG}=\mathbf{U}+\mathbf{p}\mathbf{V}-\mathbf{T}. \Delta \mathbf{S}</math></center>
 
където с <math>\mathbf{U}</math> е зададенa [[вътрешна енергия|вътрешната енергия]] на системата, с <math>\mathbf{S}</math> е отбелязанa ентропията[[ентропия]]та, а с <math>\mathbf{T}</math>, <math>\mathbf{V}</math>, <math>\mathbf{p}</math> - съответно температурата[[температура]]та, измерена в КелвениКелвини, обема и налягането на системата. ПриОт изотермални условия oт дефенициятадефиницията следва, че изменението на енергията на Гибс '''G''' е равносвързана на изменението на свободната енегия на Хелмхолц ис се задава[[енталпия]]та по формулата
 
<center><math>\Delta \mathbf{EG}=\Delta \mathbf{H}-\mathbf{T}. \Delta \mathbf{S}</math></center>
 
където с <math>\mathbf{H}</math> е означена енталпията, която е дефинирана като <math>\mathbf{H}=\mathbf{U}+\mathbf{p}\mathbf{V}</math>.
където с <math>\Delta \mathbf{H}</math> е положено изменението на енаталпията, която е дефенирана като <math>\mathbf{H}=\mathbf{U}+\mathbf{p}\mathbf{V}</math>.Ако <math>\Delta \mathbf{E}<0</math> то реакцията протича спонтанно. Ако <math>\Delta \mathbf{E}>0</math>, тогава реакцията протича само ако външни сили повлияят на системата по определен начин - увеличат температурата или намалят енергията на активиране на процеса чрез добавяне на катализатор. При <math>\Delta \mathbf{E}>0</math> можем да твърдим, че обратният на разглеждания процес протича спонтанно. Ако <math>\Delta \mathbf{E} =0</math>, то системата е в динамично равновесие - скоростиете на правата и обратната реакция са равни.
В диференциална форма изменението на енергията на Гибс се задава с уравнението:
 
<center><math> \mathbf{dG = Vdp - SdT + \sum \mu_i dN_i }</math></center>
 
тук с dN<sub>i</sub> е обозначено изменението на количеството вещество на даден компонент i, а с μ<sub>i</sub> [[химичен потенциал|химичният потенциал]] на този компонент. Уравнението се опростява ако системата не обменя вещество с околната среда (dN<sub>i</sub>=0), при изобарни процеси (dp = 0) или изотермични процеси (dT=0). Пример:
ако dT и dp = 0, тогава изменението на G е равно на :
 
<center><math> \mathbf{dG = \sum \mu_i dN_i }</math></center>
 
 
 
Ако при дадена химична реакция енергията на Гибс намалява, т.е. <math>\Delta \mathbf{G}<0</math>, то реакцията протича спонтанно. Ако <math>\Delta \mathbf{G}>0</math>, тогава реакцията протича само ако външни сили повлияят на системата. Ако <math>\Delta \mathbf{G} =0</math>, то системата е в динамично равновесие - скоростиете на правата и обратната реакция са равни. В състояние на равновесие енергията на Гибс на системата е минимална. Изменението на енергията на Гибс е и мярка за максималната [[работа]], която една система може да извърши.
 
Изменението на енергията на Гибс ΔG при дадена реакция е свързано с редица физикохимични величини: [[равновесна константа]], [[електроден потенциал]].
 
== Вижте също ==

Навигация