התרמודינמיקה של הערבוב

התרמודינמיקה של הערבוב מתארת את הירידה באנרגיית גיבס במהלך ערבוב ספונטני של גזים אידיאליים בטמפרטורה ולחץ קבועים.

נבחן שני גזים אידיאליים עם כמויות n_A ו-n_B באותו טמפרטורה ולחץ. הפוטנציאלים הכימיים שלהם נובעים מאנרגיית גיבס המולרית של גז אידיאלי.

האנרגיה הכוללת של גיבס משתנה מ-G_i לפני הערבוב ל-G_f לאחר הערבוב, עם לחצים חלקיים p_A ו-p_B.

אנרגיית גיבס של הערבוב מתקבלת מ-G_f מינוס _{G i} ומפושטת באמצעות הקשר בין לחץ חלקי לשבר המול של כל גז J.

עבור גז אידיאלי, הנגזרת החלקית של G ביחס ל-T בקבוע p שווה מינוס האנטרופיה. יישום זה על אנרגיית גיבס של הערבוב יוצר שינוי אנטרופי של הערבוב.

מכיוון ששברי המול קטנים מאחד, האיברים הלוגריתמיים שליליים, ולכן הערבוב הוא ספונטני, עם אנרגיית גיבס שלילית של ערבוב ואנטרופיה חיובית של ערבוב.

מ-ΔG = ΔH − TΔS, האנתלפיה של הערבוב היא אפס. מכיוון שאינטראקציות שונות ואינטראקציות דומות, ערבוב אינו משנה את האנטלפיה.