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7.6: 自由能
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自由能
 

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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。


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