Вільна енергія Гіббза: відмінності між версіями
[перевірена версія] | [перевірена версія] |
Вилучено вміст Додано вміст
м Lexusuns перейменував сторінку з Вільна енергія Ґіббса на Вільна енергія Гіббза: правопис |
правопис |
||
Рядок 1:
{{Статистична фізика}}
'''Ві́льна ене́ргія
: <math>\,\!G=U+PV-TS,</math>
Енергію
Поняття енергії
== Визначення ==
Класичним визначенням енергії
: <math>\,\!G=U+PV-TS,</math>
де <math>U</math> — [[внутрішня енергія]], <math> P </math> — [[тиск]], <math> V </math> — [[об'єм]], <math> T </math> — абсолютна [[температура]], <math> S </math> — [[Термодинамічна ентропія|ентропія]].
[[Диференціал (математика)|Диференціал]] енергії
: <math>\,\!dG=-S\,dT+V\,dP.</math>
Рядок 25:
== Історична довідка ==
Енергія
== Застосування у хімії ==
=== Зв'язок з хімічним потенціалом ===
Використовуючи властивості [[екстенсивна величина|екстенсивності]] термодинамічних потенціалів, математичним наслідком яких є [[співвідношення
: <math>\,\!\mu=\frac{G}{N}.</math>
Якщо система складається з частинок декількох сортів <math> i </math> з числом <math> N_i </math> частинок кожного сорту, то співвідношення
: <math> G(p,T,N_1 \dots )= \mu_1 N_1 + \mu_2 N_2 + \dots </math>
Хімічний потенціал застосовується при аналізі систем зі змінним числом частинок, а також при вивченні [[фазові переходи|фазових переходів]]. Так, виходячи з співвідношень
=== Енергія
У хімічних процесах одночасно діють два протилежні фактори -'' [[ентропія|ентропійний]]'' (<math>T\Delta S</math>) і '' [[ентальпія|ентальпійний]]'' (<math>\Delta H</math>). Сумарний ефект цих протилежних факторів у процесах, що перебігають при постійному тиску і температурі, визначає зміна '''енергії
: <math>\,\!\Delta G=\Delta H-T\Delta S.</math>
Рядок 46:
З цього виразу випливає, що <math>~\Delta H=\Delta G+T\Delta S</math>, тобто деяка [[кількість теплоти]] витрачається на збільшенні ентропії (<math>T \Delta S</math>), ця частина енергії втрачена для здійснення корисної [[Термодинамічна робота|роботи]], її часто називають [[Зв'язана енергія|зв'язаною енергією]]. Інша частина теплоти (<math>\Delta G</math>) може бути використана для здійснення роботи, тому енергію Ґіббса часто називають також вільною енергією.
Характер зміни енергії
Зверніть увагу, що мова йде виключно про ''принципову'' можливість перебігу [[Хімічна реакція|реакції]]. У реальних же умовах реакція може не початися і при дотриманні нерівності <math>\Delta G<0</math> (за [[Хімічна кінетика|кінетичними]] причинами). Так, приміром, [[гримучий газ]] може існувати без зовнішнього втручання довільно довго, але при ініціюванні реакції вона перебігає самовільно і супроводжується виділенням великої кількості енергії.
Існує корисне співвідношення, що зв'язує зміну вільної енергії
: <math>~\Delta G=-RT\cdot\ln K.</math>
Рядок 58:
де <math>~k_1</math> — [[Константа швидкості реакції|константа швидкості]] прямої реакції, <math>~k_{-1}</math> — константа швидкості зворотної реакції.
=== Діаграма енергії
{{lang-en|Gibbs energy diagram}}
Рядок 69:
обов'язково відповідає перехідному станові швидкість лімітуючого етапу.
==
Величина (G<sub>r</sub>), що визначається за рівнянням: Gr = [ ∫Fdl]<sub>T, p,</sub>
|