热力学中为什么要引入吉布斯自由能的概念,它的物理含义是什么

作者&投稿:饶贡 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
热力学中的吉布斯自由能,为什么要那样定义?请从机理上解释?~

吉布斯自由能是Gibbs发表的一篇300多页的论文中定义的一个物理量。
在他的阐述中,吉布斯自由能G可以作为化学平衡的一个重要判据。
G的微分形式则表现为分子的化学势。
(能够进行粒子和能量交换两个宏观系统,分子总是从化学势高的相进入化学势低的相,从而降低系统的总自由能,并使系统达到平衡态,达到平衡时将满足温度相等TA=TB和化学势相等μA=μB。在判断化学反应方向的时候,我们常用吉布斯自由能来判断,相比之下化学势判断更为基本。)
吉布斯自由能还可以进行扩展,热力学中G=U-TS+pV,如果考虑电场和磁场的作用,还会更为复杂。
不仅仅是热力学,晶体学中,也可以利用自由能判据,来判断晶体的相平衡与相变等。

吉布斯自由能主要是反映内能,温度,熵,焓等等常数的函数关系
还有个微分式,能从微观下反映出粒子运动的一些关系

吉布斯自由能本来没啥用(在我看来),公式巨麻烦,一般都是用吉布斯自由能变化,就是△G
而△G主要是用来可作为恒温、恒压过程自发与平衡的判据。

比如说,在一般条件下,就是没有特殊的限制条件啦
-ΔG>非体积功 反应以不可逆方式自发进行
-ΔG=非体积功 反应以可逆方式进行
-ΔG<非体积功 不能进行
再如果,在特定条件,等温等压条件下,就是不一般条件啦
ΔG<0 反应以不可逆方式自发进行
ΔG=0 反应以可逆方式进行
ΔG>0 不能进行
因为等温等压条件下,非体积功为0。。。

PS。如果你上高中的话,这玩意屁用没有。。。一个克拉柏龙方程解决一切。你们老师详细讲这个我也想不通,对高中生来讲太深。。。
PS2。如果你上大学,基本就是物化讲这个。。。你不是专业的,学一学能过不挂科就好。。。

希望对你有帮助

吉布斯自由能在化学热力学中为判断过程进行的方向而引入的热力学函数。又称自由焓、吉布斯自由能或自由能。[1] 自由能指的是在某一个热力学过程中,系统减少的内能中可以转化为对外做功的部分。自由能(free energy)在物理化学中,按照亥姆霍兹的定容自由能F与吉布斯的定压自由能G的定义。吉布斯自由能是自由能的一种。
吉布斯自由能又叫吉布斯函数,是热力学中一个重要的参量,常用G表示,它的定义是:
G = U − TS + pV = H − TS,
其中U是系统的内能,T是温度(绝对温度,K),S是熵,p是压强,V是体积,H是焓。


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重贡盐酸: 吉布斯自由能在化学热力学中为判断过程进行的方向而引入的热力学函数.又称自由焓、吉布斯自由能或自由能.[1] 自由能指的是在某一个热力学过程中,系统减少的内能中可以转化为对外做功的部分.自由能(free energy)在物理化学中,按照亥姆霍兹的定容自由能F与吉布斯的定压自由能G的定义.吉布斯自由能是自由能的一种. 吉布斯自由能又叫吉布斯函数,是热力学中一个重要的参量,常用G表示,它的定义是: G = U − TS + pV = H − TS, 其中U是系统的内能,T是温度(绝对温度,K),S是熵,p是压强,V是体积,H是焓.

石峰区13490649045: 吉布斯现象 为什么?? -
重贡盐酸: 吉布斯自由能符号ΔG=ΔH-TΔS ,G叫做吉布斯自由能.因为H、T、S均为状态函数,所以G为状态函数.吉布斯自由能的变化可作为恒温、恒压过程自发与平衡的判据.G大于0不能自发进行 . 这是来证明是否有吉布斯现象

石峰区13490649045: 热力学的吉布斯自由能有什么意义?用它能反映什么? -
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重贡盐酸: 吉布斯自由能</b>又叫吉布斯函数,是热力学中一个重要的参量,常用 G 表示,它的定义是:其中 U 是系统的内能,T 是温度,S 是熵,p 是压强,V 是体积,H 是焓. 吉布斯自由能的微分形式是:其中是化学势.一个重要的推论是.也就是说...

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重贡盐酸: G = U − TS + pV = H − TS, 其中U是系统的内能,T是温度,S是熵,p是压强,V是体积,H是焓. ΔxHm<0而ΔrSm<0或ΔxHm>0而ΔrSm<0>0的情况,反应究竟向哪边进行,则要综合考虑△H和△S的影响来进一步讨论. 定义吉布斯自由能G=H...

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