Какво е енергията на Гибс?

Спонтанното естество на процесите в отворени и затворени системи се описва чрез специален критерий, наречен Gibbs енергия. Това е функция на държавата. DU Гибс, работещ с термодинамични системи, успя да го изведе от ентропията и енталпията. По-специално енергията на Гибс дава възможност да се предвиди посоката на потока от спонтанни биологични процеси и да се оцени тяхната теоретично постижима ефективност.

Ако приложим заключенията на Gibbs към втория термодинамичното право, съставът е както следва: константа (конст) налягането и температурата без външна система за обратна връзка може да поддържа спонтанно поток от тези процеси, в резултат на което е да намали енергийната нивото на Гибс до стойност, която се получава, когато то достигне стабилно минимум. Равновесието на всяка термодинамична система означава инвариантността на тази енергия (минимална). Следователно, енергията на Гибс е потенциал (свободна енталпия) в изообарно-изотермичните системи. Нека обясним защо е указан минимумът. Фактът, че това е един от най-важните принципи на равновесие термодинамиката: дадено състояние при температура и налягане неизменност означава, че за следващата промяна е необходимо да се повиши нивото на енергия, а това е възможно само когато промените каквито и да било външни фактори.

Обозначението на буквата е G. Числено равно на разликата между известната енталпия и стойността на продукта от температурата чрез ентропия. Тоест енергията на Гибс може да бъде изразена чрез следната формула:

G = Н- (S * t),

където S е ентропията на системата, t е термодинамичната температура и H е енталпията. Ентропията на системата в тази формула е включена, за да се вземе предвид факта, че висока температура води до намаляване на подреденото състояние на системата (разстройство), докато ниската води до намаляване на подреденото състояние на системата (разстройство).

Тъй като и енергията на Гибс, и енталпията са една от функциите на системата в термодинамиката, е възможно да се характеризират химическите трансформации, които се извършват чрез промяна на G или Н. Ако е дадено реакционно уравнение и промяната в енергията на Гибс, тя се класифицира като термохимична.

По отношение на тази енергия може да бъде формулиран член Hess ако налягане и постоянна температура, създаването на нови вещества от първоначалната (основен реактив) води до факта, че енергията в системата се променя, срещащи реакциите на външен вид и техния брой на резултата от няма ефект.

Тъй като обсъжданата в статията енергия е променлива величина, беше въведена концепцията за "стандартна енергия на Гибс" за извършване на изчисленията. Тази стойност присъства във всяка химическа справочна книга, цифрово равна на 298 kJ / mol (забележете, че размерът е точно същият като за всяка друга моларна енергия). Тази стойност ви позволява да изчислите промяната за почти всеки химичен процес.

Ако по време на потока химична реакция на системата е външен ефект (работа се извършва), тогава стойността на Gibbs енергия се увеличава. Такива реакции се споменават като ендеронични. Съответно, ако самата система работи, изразходвайки енергия, то тогава говорим за екзонични прояви.

Концепцията за енергията на Гибс намира широко приложение в съвременната химия. Например синтеза на полимери се основава на реакциите на добавяне. Когато се извършват, няколко частици се комбинират в едно, докато стойността на ентропията намалява. Въз основа на формулата Gibbs може да се твърди, че външно действие (например високотемпературна) може да обърне екзотермичната реакция на добавяне, което се потвърждава на практика.