1樓:黃一珂
多推公式:
Benj:體系吉布斯自由能的減少等於它在恆溫恆壓下對外可能做的最大有用功,這個的推導困難嗎?
只是因為Gibbs自由能是限定dT=0和dp=0情況下,體系做功函式的極值。
dT=0,dV=0的情況就是Helmholtz自由能了。
2樓:某不知名404使用者
一句話描述就是世界萬物的變化都是趨向於能量降低和混亂的方向。但這個兩個方向對應到化學反應的方向上不一定都滿足,有時一致,有時就在蹺蹺板的兩端,互相競爭。
吉布斯自由能則是統一描述這兩個方向作用的熱力學函式,對以上兩個指標進行綜合考量。
我們知道物理化學反應存在焓變和熵變,其中焓變用放熱吸熱表徵,熵用混亂的程度表徵。
舉個例子天然氣燃燒放熱,其化學反應方程式如下:
常識告訴我們,這個過程只要我們給予源源不斷的天然氣和氧氣,這個反應可以不依賴外界輸入能量而持續進行。這個過程放熱:<0,向外界釋放了能量,根據能量守恆定律,產物的能量一定比反應物低。
那麼怎麼判斷熵增加還是減少呢?
一般看反應前後分子數目,如果反應後分子總數增加則一般是熵增的,反之則反。
所以天然氣燃燒這個反應之所以能自持,是因為它的吉布斯自由能在任何溫度都是一定是小於0的。
再舉個例子,加熱分解石灰石碳酸鈣。
這個過程我們知道常溫下無法自發發生,需要加熱使碳酸鈣吸收能量這個反應才能持續進行,這是因為產物的能量比反應物高(這個反應的逆反應倒是很常見,比如建築工地在配比石灰水泥時就會看到冒白煙,因為氧化鈣遇水反應會釋放大量的熱)。顯然這個過程熵增加,在這個化學反應的方向上能量降低(焓增)與變混亂(熵增)出現了矛盾,但事實上這個反應又客觀存在,只是需要一定條件(一直加熱),於是熵增和焓增(吸熱)此時吉布斯自由能就要站出來說那你倆比比看誰的能耐大吧。
這裡我們可以看到因為焓變幾乎是是固定的(近似於反應物和生成物化學鍵鍵能總和之差),只要溫度夠高 是可以小於0的,所以反應可以在加熱的情況下一直進行。
吉布斯自由能與赫姆霍茲自由能的區別?
801lys 同意樓上 簡而言之,二者是體系在兩種不同路徑 恆溫恆壓與恆溫恆容 下的能量表達。G U PV TS F U TS 是兩個人為製造的函式,本身沒有什麼物理意義,但我們可以借助 G和 F來分別度量體系 尤其是某個化學反應 在恆溫恆壓與恆溫恆容下的對外做功能力 其實 G更常用一些,因為大多數...
吉布斯自由能的公式是如何得出的?
Gibbs自由能定義為Gibbs系綜中的熱力學勢,在此系綜中G有最簡單的函式形式 不難看出,在Gibbs系綜即 系綜中,所有的其他物理量都可以用Gibbs自由能計算得到 等等。還有乙個重要的公式是 說的是Gibbs自由能等於單粒子的化學勢之和。 學徒安生 大學非化學類專業。本人就關於吉布斯自由能的定...
熱力學中為什麼要引入吉布斯自由能的概念,它的物理含義是什麼?
叫皮皮不是蝦 瀉藥,太深的道理也沒必要多說啦,前面有很多大神都已經回答了,百分之三千同意!分享乙個小故事,來自於本科物化教授的乙個問題 Prof.How to understand the FREE in Gibbs FREE Energy?What does that FREE mean?我 搖頭...