Co je Gibbsova energie?

Spontánní povaha procesů v otevřených a uzavřených systémech je popsána zvláštním kritériem nazývaným Gibbsova energie. Je to funkce státu. D.W. Gibbs, pracující s termodynamickými systémy, se jí podařilo odvodit z entropie a entalpie. Gibbsova energie zejména umožňuje předpovídat směr proudění spontánních biologických procesů a hodnotit jejich teoreticky dosažitelnou účinnost.

Použijeme-li Gibbsovy závěry k druhému termodynamické právo, formulace je následující: konstanta (const) tlaku a teploty bez externího systému zpětné vazby může podporovat spontánní tok těchto procesů, důsledkem je snížení úrovně energie Gibbs na hodnotu, která se vyskytuje, když se dosáhne stabilní minima. Rovnováha libovolného termodynamického systému znamená invarianci této energie (minimální). Energie Gibbs je tedy potenciální (volná entalpie) v izobaricko-izotermických systémech. Vysvětlete, proč je uvedeno minimum. Skutečnost, že se jedná o jeden z nejdůležitějších principů termodynamiky: vzhledem k tomu, stát při teplotě a tlaku neměnnosti znamená, že pro příští změny je potřeba zvýšit hladinu energie, a to je možné pouze tehdy, pokud změníte nějaké vnější faktory.

Označení písmen je G. Numericky se rovná rozdílu mezi známou entalpií a hodnotou produktu teploty entropií. To znamená, že Gibbsova energie může být vyjádřena pomocí následujícího vzorce:

G = H- (S * t),

kde S je entropií systému, t je termodynamická teplota a H je entalpie. Entropie systému v tomto vzorci je zahrnuta tak, aby zohledňovala skutečnost, že vysoká teplota vede k poklesu uspořádaného stavu systému (poruchy), zatímco nízká vede k poklesu uspořádaného stavu systému (poruchy).

Vzhledem k tomu, jak energie Gibbs, entalpie, a - některé z funkcí systému v termodynamice, změnou G nebo H může být charakterizována chemickou transformací vyskytující. Je-li daná reakční rovnice a změna v energii Gibbs je klasifikována jako termochemická.

S ohledem na tuto energii mohou být formulovány pravidlo Hess, když tlak a konstantní teplotě, vytvoření nových látek počáteční (základní činidlem) vede k tomu, že energie v systému změní, vyskytující se reakce vzhled a jejich počet na výsledek žádný vliv.

Vzhledem k tomu, že energie diskutovaná v článku je variabilní množství, byl představen koncept "standardní energie Gibbs" pro výpočty. Tato hodnota je přítomna v jakékoli chemické příručce, číselně rovnající se 298 kJ / mol (všimněte si, že rozměr je přesně stejný jako u jakékoli jiné molární energie). Tato hodnota umožňuje vypočítat změnu téměř pro jakýkoli chemický proces.

Při průtoku chemická reakce na systému je vnější efekt (práce je hotová), pak se hodnota energie Gibbs zvyšuje. Takové reakce jsou označovány jako endergonické. Pokud tedy systém sám funguje, vynakládá energii, pak mluvíme o exergických projevech.

Koncept energie Gibbs se v moderním chémie rozšířil. Například syntéza polymerů je založena na adičních reakcích. Když jsou prováděny, několik částic je kombinováno do jedné, zatímco hodnota entropie klesá. o vzorci Gibbs základě, že lze tvrdit, že vnější vliv (např., vysoká teplota), může takový exotermickou adiční reakci, která byla potvrzena v praxi placení.