1樓：Krasnish
內能的判據是(dU)S，Ⅴ，Wf=0<0，可見如使用內能作為判據，不做其他功時需保持熵，體積不變，保持熵不變需要絕熱可逆，可逆過程對於現實世界沒有意義，只存在於假想狀態中，因而該判據無效，
Gibbs自由能的判據是(dG)T，p，Wf=0<0，可見如使用時需保持不變的為溫度，壓力，而這恰好是實驗室所有的條件，因此Gibbs函式能成為判據而不是內能，
2樓：好大的風
為什麼用G而不是A：因為恆壓而非恆容，必須考慮體系的體積功（pV）；
為什麼用G而不是H：因為熵（S）反應了能量的退降，這部分不能用來做功；
為什麼用G而不是U：上述兩條合併；
為什麼用G而不是S：其實可以，但是需要將環境的熵變一起考慮進來，計算起來比較麻煩。
3樓：
普適的判據是熵判據，熱力學第二定律告訴我們，孤立體系的熵不會減少。孤立體系的自發過程總是熵增的。
但是不是所有化學反應體系都是孤立體系，化學反應經常在恆溫恆壓條件下進行。這樣化學反應體系與環境將會有熱交換、體積變化等，不再是孤立體系，但是，化學反應體系與環境整體則是乙個孤立體系。
根據熱力學第二定律，反應和環境的總熵是不減的。而我們總是想象環境是乙個極大極穩定的體系，它的溫度總是恆定的，而它吸收熱量的過程總是可逆過程，基於這種假定，不難結合熱力學第一定義得出恆溫恆容反應的環境熵變為：
我們假設體系是恆溫恆容的，因此 並非變數，因此將其寫入微分內，最終得到：
這樣，我們定義乙個新的熱力學函式 ，稱為吉布斯自由能：
對於恆溫恆壓反應，有：
不取等號時表示反應進行，取等號時表示處於平衡狀態。
而對於恆溫恆容反應有 ，因此我們可以同理定義另乙個熱力學函式，稱為亥姆霍茲自由能：
對於恆溫恆容反應，有：
但是，我們這裡其實一直在反應體系的總自由能變化，還沒有引入化學反應的自由能變化：
對於粒子數不變體系，綜合熱力學第一定律和第二定律可以得到熱力學基本方程：
進而可以得到：
若是粒子數可變體系，則需要考慮粒子數變化而造成的變化，而前面部分無需改動（因為偏微分已經假設了粒子數不變）：
其中我們引入了化學勢 ，也就是在其它條件不變時物質B的摩爾量發生一單位變化而造成的自由能變。
現在引入反應進度 ，
對於反應 }c\ce+d\ce" eeimg="1"/>，
有 令 ，
得到現在考慮乙個正向進行恆溫恆壓的化學反應，這裡我們不嚴謹地令 0" eeimg="1"/>，結合 就可以得到：
也就是說，如果乙個恆溫恆壓化學反應的摩爾反應吉布斯自由能變為負，則反應正向進行；同理，如果摩爾反應吉布斯自由能變為零，則反應達到平衡；摩爾反應吉布斯自由能變為正，則反應逆向進行。
關於本段，請繼續參考：
關係式△rGm=△rG°m＋RTInQ是什麼含義，尤其是△rGm的含義，是怎樣的乙個△rGm?
自由能何以自由？如果我們控制反應體系恆溫恆壓，則吉布斯自由能變化可以寫為：
熱力學第一定律告訴我們：
其中我們把對系統作的功 分解為體積功 和系統對外做的非體積功（因為是對外做功，所以帶乙個符號）兩部分，可以得到：
熱力學第二定律告訴我們這樣乙個不等式：
因此得到：
也就是說
這說明，恆溫恆壓系統對外做的最大非體積功為體系吉布斯自由能的減少值。吉布斯自由能是與體系對外做功能力掛鉤的，因此可以說他是一種「自由能」。
一種常見的非體積功是電功，
其中 是通過的電荷量， 為電池電動勢，電荷量與反應進度的關係為：
其中 是反應轉移的電荷數， 是法拉第常數，為 電荷的電量。
因此可得到，對於可逆電池，在恆溫恆壓條件下其電動勢與電化學反應的吉布斯自由能變有如下關係：
4樓：趙俊雄
無中生有地把小白兔變出來所需要的能量：內能；
再考慮可以從周圍空氣中吸收一部分能量從而更省事一些：吉布斯能。
把小白兔再變沒，釋放出的能量：吉布斯能。
從釋放能量這個角度來看，吉布斯能也可以稱為化學勢。
水往低處流：水從重力勢能高的地方流向重力勢能低的地方；一潭死水：各處重力勢能相等，無水流。
化學勢也一樣。
5樓：智商稅
首先，平衡態是代表乙個化學體系中最可能出現的巨集觀狀態。它本質上就是熵最大，達到平衡態的過程是熵增加的過程。
以下是熱力學第二定律的平衡態表述（彭曉剛，2012）。
在任何給定環境下，任何系統都存在乙個最穩定狀態——平衡態。如果環境不變，任何離開平衡態的過程都是非自發過程。
因此，用來成為化學平衡的判據的，根本上是熵產生 。在絕熱條件下，自然是熵本身，而不是什麼內能或焓等純能量函式。
熱力學對系統和環境的熱交換只考慮兩個極端情形：絕熱和恆溫。恆溫過程充分進行熱交換， 幾乎無法判斷。
含熵產生的表示式，會引入熵流。含熵流的函式還有內能。我們將熵與溫度相乘以匹配量綱，再與能量相減，來消除熵流。
這樣，我們定義Helmholtz自由能函式 ，那麼以下微分關係宣布：Helmholtz自由能表示了恆溫恆容條件下，化學平衡的判據。
同理，Gibbs自由能 表示了恆溫恆壓條件下，化學平衡的判據。Gibbs自由能的優勢其一在於恆溫恆壓這種系統與環境作用甚多的條件最容易達到，其二在於它的兩個自變數都是強度量，雖然極盡抽象，但和化學勢的適配性最好。
注意，氣體還有其他熱容恆定的多方過程，不是只有恆容和恆壓兩個極端。它們各自對應了乙個自由能。 因此如果希望去掉概念中的人名，輕裝上陣的話，也得要使用「A自由能/G自由能」或者「恆容自由能/恆壓自由能」這種免受混淆的說法。
朗道的書倒是把恆容自由能叫做自由能F，而恆壓自由能叫做了「熱力學勢」，但朗道的書還有另乙個熱力學勢。令人頭大。
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