吉布斯能

吉布斯能

吉布斯能,物質系統的焓中在等壓等溫條件下能夠轉化為功的那一部分。吉布斯能又叫吉布斯函式,是熱力學中一個重要的參量,常用G表示。

吉布斯能(圖)吉布斯能

定義

Gibbsenergy:物質系統的焓中在等壓等溫條件下能夠轉化為功的那一部分。

公式表達

吉布斯能又叫吉布斯函式,是熱力學中一個重要的參量,常用G表示,它的定義是:
G=U−TS+pV=H−TS
其中U是系統的內能,T是溫度,S是熵,p是壓強,V是體積,H是焓。
吉布斯能的微分形式是:
dG=−SdT+Vdp+μdn
其中μ是化學勢。
吉布斯能的物理含義是在等溫等壓過程中,除體積變化所做的功以外,從系統所能獲得的最大功。換句話說,在等溫等壓過程中,除體積變化所做的功以外,系統對外界所做的功只能等於或者小于吉布斯自由能的減小。數學表示是:
如果沒有體積變化所做的功,即W=0,上式化為:
也就是說,在等溫等壓過程前後,吉布斯自由能不可能增加。如果發生的是不可逆過程,反應總是朝著吉布斯自由能減少的方向進行。
特別地,吉布斯能是一個廣延量,單位摩爾物質的吉布斯自由能就是化學勢μ

反應方向

總而言之,在恆溫恆壓條件下,過程自發變化總是向吉布斯能減小的方向進行

吉布斯能(圖)吉布斯能

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