Gibbs energiyasi. Joul-Tomson effekti

Gibbs funksiyasi. Turg’un harorat va turg’un bosimda boradigan jarayonlarning yo’nalishini va muvozanat shartini Gibbs funksiyasi (G) qiymatining o’zgarishi ifodalaydi. Kengayish va mexanik ish bilan bir qatorda, ishning boshqa xillari ham hisobga olinganda umumiy bajarilgan ish:

A – foydali ish. Ishning bu qiymati

tenglamaga qo’yilsa,

va bu tenglama integrallansa,

yoki

Agar,

deb belgilasak, G – Gibbs energiyasi bo’ladi. Yuqoridagi tenglamadan,

kelib chiqadi. Bunda maksimal foydali ish Gibbs funksiyasining kamayishiga teng. Gibbs funksiyasi ta’rifiga muvofiq;

Demak yuqoridagi tenglamadan:

kelib chiqadi. Bu tenglamadan G – izotermik-izobarik jarayonlarda sistema energiyasi zahirasining ishga aylanishi mumkin bo’lgan qismi.
Agar bu tenglama differensiallansa:

Demak, TdS≥dU+δA, TdS≥dU+PdV tenglamalarga muvofiq, dUSdT-PdV ekanligi e’tiborga olinsa va dU ning qiymati yuqoridagi tenglamaga qo’yilsa:

Qaytar jarayon uchun:

Qaytmas jarayon uchun:

Agar jarayon izotermik-izobarik ravishda borsa,

bo’ladi va yuqoridagi tenglama quyidagi ko’rinishda yoziladi:

Demak, o’z-o’zicha boradigan jarayonlarda Gibbs funksiyasining qiymati kamayadi, ya’ni jarayon Gibbs funksiyasining kamayishi tomon boradi. Gibbs funksiyasi minimum qiymatga ega bo’lganda, muvozanat qaror topadi. Termodinamik muvozanatning shartiga ko’ra
Shunday qilib, S, F, G – larning jarayonlarda o’zgarishi 22-rasmda ifodalangan.