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自由能简介
3.5
吉布斯自由能是指在恒定温度和压力下,系统可用于做功的能量。自由能的变化(即 ∆G)可用于预测反应的自发性。
自发过程会增加宇宙的熵;然而,测量这种熵变十分困难,因为它包含了所研究体系及其环境无序度的变化。
根据吉布斯自由能方程,仅通过系统的焓变和熵变即可判断反应的自发性。
如果系统释放热量,环境将吸收该热量,从而影响环境的无序性。从数学上讲,环境的熵等于系统的焓变的负值除以温度。
重新排列吉布斯方程可知,自由能变化与温度的负比值等于宇宙的熵变。
我们怎样才能比较出一个反应与另一个反应所释放的能量?我们可以使用自由能的测量方法来量化这些能量的转移。科学家们将这种自由能称为吉布斯自由能(缩写为字母 G),这个名称是由发明这种测量方法的科学家乔赛亚·威拉德·吉布斯(Josiah Willard Gibbs)来进行命名的。根据热力学第二定律可以得知…