Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

9.13: Визначення вільних енергій Гельмгольца та Гіббса

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    21919

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Перший і другий закони термодинаміки визначають енергію і ентропію. Енергія та ентропія - це основні функції стану, які ми використовуємо для визначення інших функцій держави. У розділі 8 ми використовуємо енергетичну функцію для визначення ентальпії. Ми використовуємо енергетичні та ентропійні функції для визначення ще двох функцій стану, які також виявляються корисними властивостями. Це вільні енергії Гельмгольца і Гіббса. Вільна енергія Гельмгольца зазвичай дається символ\(A\), а вільна енергія Гіббса зазвичай дається символ\(G\). Визначаємо їх по

    \[ \begin{array}{c c} A=E-TS ~ & ~ \text{(Helmholtz free energy)} \end{array} \nonumber\]

    і

    \[ \begin{array}{c c} G=H-TS ~ & ~ \text{(Gibbs free energy)} \end{array} \nonumber\]

    Зверніть увагу\(PV\)\(TS\), що\(H\),\(A\),, і\(G\) всі мають одиниці енергії,\(E\).

    Сенс назви «вільна енергія» полягає в тому, що процес постійної температури, в якому система відчуває збільшення ентропії (\(\Delta S>0\)), - це той, в якому здатність системи виконувати роботу в оточенні збільшується за рахунок приросту енергії\(T\Delta S\). Потім додавання\(T\Delta S\) до внутрішньої енергії, втраченої системою, дає кількість енергії, яку насправді має доступний процес (енергія, яка є «вільною») для роботи в оточенні. Коли ми розглядаємо, як\(\Delta A\) і\(\Delta G\) залежать від умов, за яких змінюється система, ми виявляємо, що ця ідея призводить до корисних результатів.

    Решта цієї глави розробляє важливі рівняння для\(\Delta E\),\(\Delta H\),\(\Delta S\),\(\Delta A\), і\(\Delta G\) цей результат, коли ми вимагаємо, щоб зміна системи відбувалася за певних наборів умов.