Gibbs erkin energiya ta'rifi

Gibbs Energiyasi Nima

ochiq va yopiq turdagi tizimida o'z-o'zidan jarayoni Gibbs energiyasi deb nomlanuvchi maxsus mezonlar, jihatidan tasvirlangan. Bu davlatning vazifasi hisoblanadi. dU Gibbs, termodinamik tizimlari bilan ishlash, entropi va entalpi orqali olib muvaffaq bo'ldi. Gibbs energiyasi, xususan, bu mumkin spontan biologik jarayonlar oqimi yo'nalishini oldindan va ularning samaradorligi nazariy erishish baholash qiladi.

Biz Gibbs xulosalar ikkinchi amal bo'lsa termodinamik qonunlarini, formülasyonun quyidagi bo'ladi: tashqi ta'sir tizimi holda doimiy (const) bosim va harorat faqatgina bunday jarayonlar uchun o'z-o'zidan ketishini qo'llab-quvvatlash mumkin, bir imkoniyat bo'lgan, uning barqaror kelganda sodir bir qiymatiga Gibbs energiyasi darajasini kamaytirish uchun emas Minimal. Muvozanat har qanday termodinamik tizim dedi kuch (minimal) o'zgarmas yo'lini anglatadi. Shuning uchun Gibbs energiyasi Isobaric-izotermik tizimlarida potentsial (bepul entalpiya) hisoblanadi. eng kam belgilangan nima bizga tushuntirib bo'lsin. Bu muvozanat termodinamika eng muhim tamoyillari biri ekanligi: bir harorat va bosim o'zgarmasligi haqidagi fikrlarga davlat bu keyingi o'zgarish uchun energiya darajasini oshirish uchun zarur bo'lgan, degan ma'noni anglatadi, va siz biron-bir tashqi omillar o'zgartirish faqat shu mumkin.

Letter ko'rsatish - ma'lum entalpi va entropi mahsulot harorat qiymati orasidagi farq G., ularning soni teng. Bu Gibbs energiyasi quyidagi formula orqali ifodalash mumkin bo'ladi:

G = H - (S * t),

qaerda S - tizimi entropiya; t - termodinamik harorati; H - entalpiya. aksincha - yuqoridagi formulada tizimi entropiya hisobga yuqori harorat tartibli tizim holatini (tartibsizlik) va past kamaytiradi, bu haqiqatni qabul qilish maqsadida kiritilgan.

G o'zgartirish yoki H uchraydigan kimyoviy konvertatsiya qilish bilan xarakterlanadi mumkin tomonidan termodinamika tizimi funktsiyalari ayrim, - Gibbs energiyasi, entalpisi, va har ikki yildan beri. berilgan bo'lsa, reaksiya tenglamalarini va Gibbs energiyasi o'zgarishi, u termokimyasal sinfiga tegishli.

Bu energiyaning nisbatan ustuvorligini shakllantirish mumkin Hess: bosim va harorat doimiy, boshlang'ich (asosiy reagentlar) dan yangi moddalar yaratish tizimida energiya o'zgardi deb aslida olib keladi, agar, yuzaga kelgan reaktsiyalar turi va natijada soni ta'sir qilmaydi.

energiya maqolada ataladi beri, bir o'zgaruvchi miqdor bo'lib, "standart Gibbs energiyasi" tushunchasi kalkulyatordan amalga oshirish uchun joriy etildi. Bu qiymat 298 kJ / mol uchun, ularning soni teng har qanday kimyoviy katalogdagi, mavjud (o'lcham, boshqa har qanday energiya molar uchun bir xil ekanligini qayd). Bu qiymat siz deyarli har qanday kimyoviy jarayonda o'zgarishi hisoblash imkonini beradi.

davomida, agar bir kimyoviy reaktsiya, tashqi harakat (ish amalga oshiriladi) tizimiga o'girsa, bas, Gibbs erkin energiya qiymati ortadi. Bunday reaksiyalar endergonic ataladi. Tizim o'zi qilsa Shunga ko'ra, ish, energiya sarflayapsiz, biz ekzergonicheskih namoyon haqida bormoqda.

Gibbs energiyasi tushunchasi zamonaviy kimyo keng qo'llanishiga sabab bo'ldi. Misol uchun, polimer sintezi Kiritilgan reaktsiya asoslangan. Bunday tartib, ba'zi zarralar bir-birlashtirildi, entropiya qiymati kamayadi. formula Gibbs asosida, tashqi ta'sir (masalan, yuqori harorat) amalda tasdiqlaydi bunday ekzotermik Kiritilgan reaktsiyasini, to'lash mumkin, deb aytish mumkin.

Entalpiya (yun. — isitaman) — termodinamikada — termodinamik tizimning holat funksiyalaridan biri (N). Qaytar izobarik jarayonda E.ning oʻzgarishi tizimga berilgan (yoki tizimdan olingan) issiqlik miqdoriga teng . Shuning uchun E. bosim oʻzgarmaydigan sharoitda sodir boʻluvchi fazalar almashuvlarida, kimyoviy reaksiyalar va boshqalarda isiqlik effektini ifodalaydi. Bosim oʻzgarmaydigan adiabatik jarayonlarda E.ning qiymati ham oʻzgarmaydi. Baʼzan E. issiqlik funksiyasi deb ataladi. E. termini gollandiyalik fizik X. Kamerling-Onnes tomonidan kiritilgan. Xalqaro birliklar tizimida E. joul (J) larda ifodalanadi.