Gibbsin vapaa energia määritellään olevan
G = U - ts + pV (15.1) Kemistit usein kutsuvat tätä vapaa energia, vaikka fyysikot usein kutsuvat sitä termodynaaminen potentiaali. Tärkein ominaisuus Gibbsin vapaa energia on, että se on vähintään järjestelmästä tasapainossa vakiopaineessa kun termisessä kosketuksessa säiliöön. Jotta nähdä tämän, harkitse ero dG , dG = dU - t d s- s d t + PDV + Vdp (15,2) Jos järjestelmä, S , on termisessä kosketuksessa lämpö säiliö, R 1, lämpötilassa tand mekaanisessa kosketuksessa painesäiliö, R 2, joka voi ylläpitää paine p mutta ei voi vaihtaa lämpöä, sitten d t = dp = 0. Joten dG tulee dG = dU - t d s + PDV (15,3) Valitse termodynaamisen identiteetti t d s = dU - m dN + PDV näemme, että dG = m < em> dN mutta dN = 0, joten dG = 0, mikä on edellytys extremum. Se, että G on vähintään seuraa suoraan siitä, että entropia on miinusmerkki liittyy siihen. Myös, mistä johtaminen, näemme, että G = G (t, p , N ). Yleinen ero on Gibbsin vapaa energia on Verrattaessa tätä (15.2) ja käyttämällä termodynaamisen identiteettinsä, voimme heti nähdä, että (15,4) B (15,5) (15,6) muuttujat tand p kutsutaan intensiivinen määriä, ne eivät muuta arvoa, kun kaksi samanlaista järjestelmät ovat koota. Muuttujat U , s, V , N ja G kutsutaan laaja määrät; niiden arvot muuttuvat, kun kaksi samanlaista järjestelmät on koottu . Esimerkiksi G riippuu hiukkasten määrän, N . Kun kaksi järjestelmää saatetaan yhteen, niin hiukkasten määrää varten yhdistetty järjestelmä tuplaa, joten Gibbsin vapaan energian myös kaksinkertaistaa. Koska Gibbsin energia riippuu lineaarisesti hiukkasten määrän, voimme kirjoittaa G = N j ( p , t) Näin näemme, että Mutta jo näki, että, niin j ( p , t) = m, ja saamme G = N m ( p , t) (15,7) B Näin ollen kemiallinen potentiaali järjestelmästä on yhtä suuri kuin Gibbsin energia hi Intensiivinen ja Laaja määrät
Nopeutettu Nursing ohjelmat - Sinun Guide