Свободна енергия на Гибс: Разлика между версии

В термодинамиката енергията на Гибс G отбелязва способността на даден процес да протича спонтанно. По дефиниция свободната енергия на Гибс $\mathbf {G}$ е равна на

\mathbf {G} =\mathbf {U} +\mathbf {p} \mathbf {V} -\mathbf {T} .\mathbf {S}

където с $\mathbf {U}$ е зададенa вътрешната енергия на системата, с $\mathbf {S}$ е отбелязанa ентропията, а с $\mathbf {T}$ , $\mathbf {V}$ , $\mathbf {p}$ - съответно температурата, измерена в Келвини, обема и налягането на системата. От дефиницията следва, че енергията на Гибс G е свързана с енталпията по формулата

Неуспех при разбора (SVG (MathML може да се активира чрез браузърен плъгин): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "http://localhost:6011/bg.wikipedia.org/v1/":): {\displaystyle \mathbf{G}= \mathbf{H}-\mathbf{T}. \mathbf{S}}

където с $\mathbf {H}$ е означена енталпията, която е дефинирана като $\mathbf {H} =\mathbf {U} +\mathbf {p} \mathbf {V}$ . В диференциална форма изменението на енергията на Гибс се задава с уравнението:

Неуспех при разбора (SVG (MathML може да се активира чрез браузърен плъгин): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "http://localhost:6011/bg.wikipedia.org/v1/":): {\displaystyle \mathbf{dG = Vdp - SdT + \sum \mu_i dN_i }}

тук с dN_i е обозначено изменението на количеството вещество на даден компонент i, а с μ_i химичният потенциал на този компонент. Уравнението се опростява ако системата не обменя вещество с околната среда (dN_i=0), при изобарни процеси (dp = 0) или изотермични процеси (dT=0). Пример: ако dT и dp = 0, тогава изменението на G е равно на :

\mathbf {dG=\sum \mu _{i}dN_{i}}

Ако при дадена химична реакция енергията на Гибс намалява, т.е. $\Delta \mathbf {G} <0$ , то реакцията протича спонтанно. Ако $\Delta \mathbf {G} >0$ , тогава реакцията протича само ако външни сили повлияят на системата. Ако $\Delta \mathbf {G} =0$ , 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

Свободна енергия на Хелмхолц

@@ Ред 1: / Ред 1: @@
 {{Статистическа физика}}
-В термодинамиката енергията на Гибс отбелязва способността на даден процес да протича спонтанно. По дефиниция свободната енергия на Гибс <math>\mathbf{E}</math> е равна на
+В термодинамиката енергията на Гибс '''G''' отбелязва способността на даден процес да протича спонтанно. По дефиниция свободната енергия на Гибс <math>\mathbf{G}</math> е равна на
-<center><math>\mathbf{E}=\mathbf{U}+\mathbf{p}\mathbf{V}-\mathbf{T}. \Delta \mathbf{S}</math></center>
+<center><math>\mathbf{G}=\mathbf{U}+\mathbf{p}\mathbf{V}-\mathbf{T}. \mathbf{S}</math></center>
-където с <math>\mathbf{U}</math> е зададенa вътрешната енергия на системата, с <math>\mathbf{S}</math> е отбелязанa ентропията, а с <math>\mathbf{T}</math>, <math>\mathbf{V}</math>, <math>\mathbf{p}</math> - съответно температурата, измерена в Келвени, обема и налягането на системата. При изотермални условия oт дефеницията следва, че изменението на енергията на Гибс е равно на изменението на свободната енегия на Хелмхолц и се задава по формулата
+където с <math>\mathbf{U}</math> е зададенa [[вътрешна енергия|вътрешната енергия]] на системата, с <math>\mathbf{S}</math> е отбелязанa [[ентропия]]та, а с <math>\mathbf{T}</math>, <math>\mathbf{V}</math>, <math>\mathbf{p}</math> - съответно [[температура]]та, измерена в Келвини, обема и налягането на системата. От дефиницията следва, че енергията на Гибс '''G''' е свързана с  [[енталпия]]та по формулата
-<center><math>\Delta \mathbf{E}=\Delta \mathbf{H}-\mathbf{T}. \Delta \mathbf{S}</math></center>
+<center><math> \mathbf{G}= \mathbf{H}-\mathbf{T}. \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 ==