布斯自由能.doc

吉布斯自由能[编辑] 维基百科，自由的百科全书 （重定向自生成吉布斯自由能） 跳转至： 导航、 搜索 本条目需要补充更多来源。（2014年10月31日） 请协助添加多方面可靠来源以改善这篇条目，无法查证的内容可能会被提出异议而移除。 热力学 经典的卡诺热机 分支显示▼ 经典 统计 化学 平衡?/ 非平衡 定律显示▼ 第零 第一 第二 第三 系统显示▼ 状态 状态方程 理想气体 实际气体 相?/ 物质状态 平衡 控制体积 仪器 过程 等压 等体 等温 绝热 等熵 等焓 准静态 多方 自由膨胀 可逆 不可逆 内可逆 循环 热机 热泵 热效率 系统性质显示▼ 性质图 强度和广延性质 状态函数（斜体共轭变量） 温度?/ 熵 熵的简介（英语：Introduction to entropy） 压强?/ 体积 化学势?/ 粒子数 蒸气量 简化性质 过程函数 功 热 材料性质（英语：Material properties (thermodynamics)）显示▼ 比热容? 压缩性? 热膨胀? 性质数据库 方程（英语：Thermodynamic equations）显示▼ 卡诺定理 克劳修斯定理 基本关系 理想气体定律 麦克斯韦关系 昂萨格倒易关系 布里奇曼热力学方程 热力学方程表 势显示▼ 自由能 自由熵 内能 焓 亥姆霍兹自由能 吉布斯自由能 历史/文化显示▼ 哲学 熵与时间 熵与生活 布朗棘轮 麦克斯韦妖 热寂佯谬 洛施密特佯谬 协同学 历史 总史 热 熵 气体定律 永动机 理论 热质说 活力 热动说 热功当量 动力 关键著作 An Experimental EnquiryConcerning ... Heat 《关于多相物质平衡》 Reflections on theMotive Power of Fire 年表 热力学 热机 艺术 麦克斯韦热力学表面 教育 熵作为能量扩散 科学家显示▼ 昂萨格 伯努利 皮埃尔·杜亥姆 亥姆霍兹 吉布斯 焦耳 卡拉泰奥多里 卡诺 克拉佩龙 克劳修斯 兰金 冯·迈尔 麦克斯韦 斯米顿 斯塔尔 汤姆森（开尔文男爵） 汤普森（伦福德伯爵） 沃特斯顿 查 论 编 英语：Gibbs free energy），或称吉布斯函数（Gibbs function）、自由焓（Free Enthalpy）是热力学中描述等温、等压过程的一个重要参量，常用表示，它的定义是： ， 其中是系统的内能，是温度，是熵，是压强，是体积，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。也就是说每个粒子的平均吉布斯自由能等于化学势。 目录 ?[隐藏]? 1 物理意义 2 生成吉布斯自由能 2.1 部分物质的生成自由能[1] 3 范特霍夫等温公式 4 吉布斯自由能与熵和焓 4.1 推导 4.2 相变 5 吉布斯自由能与平衡常数 6 吉布斯自由能与电化学 7 参阅 8 参考文献 物理意义[编辑] 在标准状况下，存在一个一般规律： “ 任何一个封闭系统都尽量使自由能最小 ” 因此，根据这个自然界的基本趋势，如果对于一个潜在反应，距离这个最小值进行定量测量，当热力学的计算显示吉布斯自由能ΔG的变化是负值的时候。本质上，这表明了那样一个反应更容易发生并且将释放能量。释放的能量等于这个化学反应所能够做的最大的功。相反，如果ΔG为正值，能量必须通过做功的方式进入反应系统使得此反应能够进行。 吉布斯自由能的物理含义是在等温等压过程中，除体积变化所做的功以外，从系统所能获得的最大功。换句话说，在等温等压过程中，除体积变化所做的功以外，系统对外界所做的功只能等于或者小于吉布斯自由能的减小。数学表示是： 如果没有体积变化所做的功，即，上式化为： 也就是说，在等温等压过程前后，吉布斯自由能不可能增加。如果发生的是不可逆过程，反应总是朝着吉布斯自由能减少的方向进行。 特别地，吉布斯自由能是一个广延量，单位摩尔物质的吉布斯自由能就是化学势，也就是说。 ， 具体推导如下：假设，代入热力学第一定律的微分形式： ， 现在假想保证原来物体属性的情况下，切掉体系的一小部分。这时，,,这些强度量的变化为零。所以必然有， 生成吉布斯自由能[编辑] 反应C(s, 金刚石)?C(s, 石墨)的吉布斯自由能变在25℃和1大气压下为负值，所以是热力学自发的。然而，这个反应的速率小到可以忽略不计。可见，热力学上的自发性并不能决定反应的速率 由于自由能的绝对值很难求出，同时它又是一个状态函数，所以实际应用时，就采用各种物质与稳定单质的相对值，即生成吉布斯自由能，全称标准摩尔生成吉布斯自由能变。它是由处于标准状况下的稳定单质生成一摩尔标准状况下的化合物的吉布斯自由能变，用符号表示。 通过生成吉布斯自由能，我们能算出