7.6: 自由能

自由能（Free energy），简写为G，是科学家吉布斯（Gibbs）发现的。自由能是一种测量有用能量的方法，可以从做功的反应中提取出来。它是化学反应中的能量，在熵被考虑进去之后是可用的。吸收能量的反应被认为是吸能的，释放能量的反应被认为是放能的。植物通过吸收阳光和二氧化碳来产生葡萄糖和氧气来进行电子反应。反过来，动物利用氧气分解植物中的葡萄糖，产生二氧化碳和水。当一个系统处于平衡状态时，自由能没有净变化。为了使细胞保持新陈代谢并保持活力，它们必须通过不断改变反应物和生成物的浓度来保持不平衡

自由能

T通过系统的能量流方向决定了反应是非能量反应还是运动反应。自由能没有净变化的系统被认为处于平衡状态。大多数化学反应都是可逆的，它们可以双向进行。为了维持生命，细胞必须通过不断改变反应物和产物的浓度来保持不平衡，这样新陈代谢才能继续进行。

能量反应与运动反应

如果一个反应需要输入能量才能向前移动，那么自由能或反应的δg的变化是正的，反应被认为是进入系统的非能量。在植物中，葡萄糖和水从二氧化碳和水中生成氧气，在阳光和麦芽的帮助下，被认为是吸气的。葡萄糖分子被认为是能量储存分子。

相反，如果在反应中释放了能量，那么自由能或δg的变化是负的，反应被认为是可行的。产品比反应物具有更少的自由能，能量已经退出系统。这种现象发生在用氧气分解葡萄糖来制造二氧化碳和水的动物身上。葡萄糖分子中的能量已经释放出来。

自由能 缩写为G

科学家吉布斯发现它是一种

有用能量的测量

可以从反应中提取出来使用

根据系统中的能量方向

反应可以被认为是

吸能 放能或平衡状态

如果G没有净变化

则反应处于平衡状态

这样会导致细胞死亡

因为他们没有任何

剩余的能量去工作

结果 它们通过改变反应物

和产物的浓度而保持平衡

以保持新陈代谢的运行

在植物中 二氧化碳和水转化为

葡萄糖和氧气

需要从太阳光转化的化学能

放入系统的能量存储在

葡萄糖分子的键中

使其成为一种能量反应

能量输入到系统中

逆向反应发生在

细胞呼吸中 分解葡萄糖

和氧气以产生二氧化碳和水

该反应是放能的

存储在葡萄糖分子中的能量被释放