Kas ir Gibsa enerģija?

Process spontāns rakstursatvērto un slēgto tipu sistēmas ir aprakstītas ar īpašu kritēriju, ko sauc par Gibsa enerģiju. Tā ir valsts funkcija. D.W. Gibbs, strādājot ar termodinamiskām sistēmām, spēja secināt to caur entropiju un entalpiju. Jo īpaši Gibsa enerģija ļauj prognozēt spontāno bioloģisko procesu plūsmas virzienu un novērtēt to teorētiski sasniedzamo efektivitāti.

Ja mēs izmantosim Gibbsa secinājumus otrajātermodinamikas likums, preparāts būs šādi: pastāvīga (konstanta) spiedienu un temperatūru bez ārējās atgriezeniskās informācijas sistēmu var atbalstīt spontānu plūsmu šādu procesu, ir sekas, kas ir samazināt Gibbs enerģijas līmeni, uz vērtību, kas rodas tad, kad tā sasniedz savu stabilu minimumu. Equilibrium jebkurš termodinamiskais sistēma ir nemainību minētā jaudas (vismaz). Tāpēc Gibbs enerģija ir potenciāls (bezmaksas entalpijas) in isobaric-izotermiskos sistēmām. Ļaujiet mums izskaidrot, kāpēc minimums ir norādīts. Fakts, ka šis ir viens no svarīgākajiem principiem: līdzsvara termodinamikas: dota stāvokli pie temperatūras un spiediena nemainīgumu nozīmē, ka nākamā maiņa ir nepieciešama, lai palielinātu enerģijas līmeni, un tas ir iespējams tikai tad, ja maināt ārējos faktorus.

Burtu apzīmējums ir G. Skaitliski vienāds ar atšķirību starp zināmo entalpiju un temperatūras produkta vērtību ar entropiju. Tas nozīmē, ka Gibsa enerģiju var izteikt ar šādu formulu:

G = H- (S * t),

kur S ir sistēmas entropija; t ir temperatūratermodinamika; H ir entalpija. Sistēmas entropija šajā formulā ir iekļauta, lai ņemtu vērā faktu, ka augstā temperatūra izraisa sistēmas pasūtīto stāvokļu samazināšanos (traucējumi), bet zemais viens noved pie sistēmas pasūtītā stāvokļa samazinājuma (traucējumi).

Tā kā Gibbsa enerģija un entalpija ir viena no tāmsistēmas funkcijas termodinamikā, tad, mainot G vai H, var raksturot notiekošās ķīmiskās pārvērtības. Ja tiek sniegts reakcijas vienādojums un Gibbsa enerģijas izmaiņas, tad tas tiek klasificēts kā termoķīmiskais.

Attiecas uz šo enerģiju, var būtHess formulēja principu: ja spiediens un temperatūra ir nemainīga, izveidot jaunu savienojumu no sākotnējā (bāzes reaģentu) izraisa enerģijas sistēmā, ir mainījušies, un reakcijas, kas notiek veids un numurs rezultātu neietekmē.

Tā kā enerģija, kas minēta rakstā,ir mainīgs daudzums, tad aprēķinu veikšanai tika ieviesta "standarta Gibsa enerģijas" koncepcija. Šī vērtība ir atrodama jebkurā ķīmiskajā atsauces grāmatā, kas ir skaitliski vienāda ar 298 kJ / mol (ņemiet vērā, ka izmērs ir tieši tāds pats kā jebkurai citai molārai enerģijai). Šī vērtība ļauj aprēķināt izmaiņas gandrīz jebkuram ķīmiskajam procesam.

Ja ķīmiskās reakcijas laikā uzsistēma tiek ārēji ietekmēta (darbs tiek veikts), tad Gibbs enerģijas vērtība palielinās. Šādas reakcijas tiek sauktas par endergonijām. Attiecīgi, ja pati sistēma strādā, patērē enerģiju, tad mēs runājam par ekserģētiskām izpausmēm.

Gibbsa koncepcija atklāja visplašākopielietojums mūsdienu ķīmijā. Piemēram, polimēru sintēze pamatojas uz pievienošanas reakcijām. Šādās procedūrās dažas daļiņas tiek apvienotas vienā, entropija vērtība samazinās. Pamatojoties uz formulu Gibbs, var apgalvot, ka ārējā ietekme (piemēram, augstas temperatūras), var maksāt šādu eksotermiska saskaitīšanu reakciju, kas ir apstiprināta praksē.