ما هي طاقة جيبس؟
الطبيعة التلقائية للعمليات فييتم وصف أنظمة الأنواع المفتوحة والمغلقة من خلال معيار خاص ، يسمى طاقة جيبس. إنها وظيفة من الدولة. DU تمكن Gibbs ، الذي يعمل مع أنظمة الديناميكا الحرارية ، من استخلاصه من خلال الإنتروبيا والحرارية. تتيح طاقة Gibbs ، على وجه الخصوص ، إمكانية التنبؤ بتدفق العمليات البيولوجية التلقائية وتقييم كفاءتها القابلة للتحقيق نظريًا.
إذا طبقنا استنتاجات غيبس في الثانيةالقانون الحرارية، وصياغة تكون على النحو التالي: على ثابت (CONST) الضغط ودرجة الحرارة دون نظام التغذية المرتدة الخارجي قد تدعم تدفق تلقائي من مثل هذه العمليات، لذلك منها هو خفض مستوى الطاقة جيبس إلى قيمة الذي يحدث عندما يصل الحد الأدنى المطرد. توازن أي نظام الحرارية يعني الثبات من قال الطاقة (الحد الأدنى). لذلك طاقة جيبس هو احتمال (المحتوى الحراري الحرة) في أنظمة إسوي الضغط-متساوي الحرارة. دعونا نوضح لماذا تم تحديد ذلك الحد الأدنى. حقيقة أن هذا هو واحد من أهم المبادئ الهامة للديناميكا الحرارية التوازن: نظرا لحالة عند درجة حرارة وضغط ثبات يعني أن التغيير القادم هو ضروري لزيادة مستوى الطاقة، وهذا ممكن فقط عند تغيير أي عوامل خارجية.
تعيين إلكتروني - G. تساوي عدديا على الفرق بين المحتوى الحراري المعروفة وقيمة درجة حرارة المنتج على الكون. ويمكن التعبير عن ذلك طاقة جيبس من خلال الصيغة التالية:
G = H - (S * t) ،
حيث S هي إنتروبيا النظام ؛ ر هي درجة الحرارةالديناميكا الحرارية. H هو المحتوى الحراري. يتم تضمين أنتروبيا النظام في هذه الصيغة من أجل الأخذ بعين الاعتبار حقيقة أن درجة الحرارة المرتفعة تؤدي إلى انخفاض في حالة النظام المطلوبة (اضطراب) ، في حين أن واحدة منخفضة تؤدي إلى انخفاض في حالة النظام المطلوبة (اضطراب).
بما أن كل من Gibbs الطاقة والمحتوى الحراري هي واحدة منوظائف النظام في الديناميكا الحرارية ، ثم عن طريق تغيير G أو H يمكن للمرء أن يميز التحولات الكيميائية الجارية. إذا تم إعطاء معادلة التفاعل والتغير في طاقة جيبس ، فسيتم تصنيفها على أنها حرارية كيميائية.
ينطبق على هذه الطاقة قد يكونوضعت هيس القاعدة: إذا كان ضغط ودرجة حرارة ثابتة، وإنشاء مجمعات جديدة من الأصلية (قاعدة المتفاعلة) يسبب تغير الطاقة في النظام، وهذا النوع من ردود الفعل التي تحدث وعدد من النتيجة لا تؤثر.
منذ الطاقة المشار إليها في المقالة ،هو كمية متغيرة ، ثم تم إدخال مفهوم "الطاقة جيبس القياسية" لأداء الحسابات. هذه القيمة موجودة في أي كتاب مرجعي كيميائي ، يساوي عدديًا 298 كيلوجول / مول (لاحظ أن البعد مماثل تمامًا لأي طاقة مولية أخرى). تسمح لك هذه القيمة بحساب التغيير لأي عملية كيميائية تقريبًا.
إذا خلال مسار التفاعل الكيميائي ليتأثر النظام خارجياً (يتم العمل) ، ثم تزداد قيمة طاقة جيبس. يشار إلى ردود الفعل هذه على أنها مستحثة. وبناءً على ذلك ، إذا كان النظام نفسه يعمل ، وإنفاق الطاقة ، فإننا نتحدث عن المظاهر الخارجية.
وجد مفهوم طاقة جيبس الأوسعتطبيق في الكيمياء الحديثة. على سبيل المثال ، يستند توليف البوليمرات على ردود فعل الجمع. عندما يتم تنفيذها ، يتم الجمع بين العديد من الجسيمات في واحد ، في حين تنخفض قيمة الإنتروبيا. استناداً إلى صيغة جيبس ، يمكن القول بأن إجراء خارجي (على سبيل المثال ، درجة حرارة عالية) يمكن أن يعكس رد فعل طارد للحرارة من الإضافة ، وهو ما يتم تأكيده عمليًا.
