吉布斯函式的意义是什么?用处,热力学的吉布斯自由能有什么意义?用它能反映什么?求详细解答

fjmyhfvclm2025-01-28  1

手机使用者的回答:


吉布斯函式(gibbs function),系统的热力学函式之一。又称热力势、自由焓、吉布斯自由能等。符号g,定义为:

  g=h-ts   式中h、t、s分别为系统的焓、热力学温度(开尔文温度k)和熵。吉布斯函式是系统的广延性质,具有能量的量纲。由于h,s,t都是状态函式,因而g也必然是一个状态函式。

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二、应用

1、概述

当体系发生变化时,g也随之变化。其改变值△g,称为体系的吉布斯自由能变,只取决于变化的始态与终态,而与变化的途径无关: △g=g终一g始   按照吉布斯自由能的定义,可以推出当体系从状态1变化到状态2时,体系的吉布斯自由能变为:

△g=g2一gl=△h一△(ts)   对于等温条件下的反应而言,有t2=t1=t   则 △g=△h一t △s   上式称为吉布斯一赫姆霍兹公式(亦称吉布斯等温方程)。由此可以看出,△g包含了△h和△s的因素,若用△g作为自发反应方向的判据时,实质包含了△h和△s两方面的影响,即同时考虑到推动化学反应的两个主要因素。因而用△g作判据更为全面可靠。

而且只要是在等温、等压条件下发生的反应,都可用△g作为反应方向性的判据,而大部分化学反应都可归入到这一範畴中,因而用△g作为判别化学反应方向性的判据是很方便可行的。   如果一个封闭系统经历一个等温定压过程,则有:   δg≤w′(2)式中δg为此过程系统的吉布斯函式的变化值,w′为该过程中的非体积功,不等号表示该过程为不可逆过程,等号表示该过程为可逆过程。

式(2)表明,在等温定压过程中,一个封闭系统吉布斯函式的减少值等于该系统在此过程中所能做的最大非体积功。   如果一个封闭系统经历一个等温定压且无非体积功的过程,则根据式(2)可得:   δg≤0(3)式(3)表明,在封闭系统中,等温定压且不作非体积功的过程总是自动地向着系统的吉布斯函式减小的方向进行,直到系统的吉布斯函式达到一个最小值为止。

因此,在上述条件下,系统吉布斯函式的变化可以作为过程方向和限度的判断依据,尤其是在相平衡及化学平衡的热力学研究中,吉布斯函式是一个极其有用的热力学函式。

2、作为判据应用

化学反应自发性判断:   考虑δh和δs两个因素的影响,可分为以下四种情况   1)δh<0,δs>0;δg<0正向自发   2)δh>0,δs<0;δg>0正向非自发   3)δh>0,δs>0;升温至某温度时,δg由正值变为负值,高温有利于正向自发   4)δh<0,δs<0;降温至某温度时,δg由正值变为负值,低温有利于正向自发

热力学的吉布斯自由能有什么意义?用它能反映什么?求详细解答

大笨土猪的回答:


吉布斯自由能是一个人造的物理量,定义为g=h-ts。常见的化学过程多为定温定压(系统的温度和压力不变,并且和环境相等)条件下进行,或者可以近似为定温定压。此时,若某一微小变化过程中系统的熵变为ds,系统的焓变为dh,则根据熵的定义式ds=dq可逆/t可得,环境(视为无限大,故环境从系统获得的热交换视为可逆)的熵变为ds环境=-dq/t(系统吸热(q为正值)则环境失去热量,反之(q为负值)则环境获得热量,故加负号)=-dh/t(定压条件下,dh=dq)。

根据熵增加原理,过程自发的充要条件为ds总=ds+ds环境=ds-dh/t≥0,即dh-tds(就是dg)≤0,这样,dg的符号就可以反映很多化学过程过程的自发性。这也是创造g这个物理量的主要目的。

以上均不考虑非体积功。

热力学的吉布斯自由能的确切意义究竟是什么?

月醉西风的回答:


理解吉布斯自由能的意义,

可以从热力学第一定律来理解,即吉布斯自由能的差可以由热量q和功w的加和来表示,而热量和功的变化都是系统内部能量释放与储存的一种表现方式,所以,可以理解吉布斯自由能为系统内部总的能量之和。

热力学中为什么要引入吉布斯自由能的概念,它的物理含义是什么

冰梦一无痕的回答:


吉布斯自由能是gibbs发表的一篇300多页的**中定义的一个物理量。

在他的阐述中,吉布斯自由能g可以作为化学平衡的一个重要判据。

g的微分形式则表现为分子的化学势。

(能够进行粒子和能量交换两个巨集观系统,分子总是从化学势高的相进入化学势低的相,从而降低系统的总自由能,并使系统达到平衡态,达到平衡时将满足温度相等ta=tb和化学势相等μa=μb。在判断化学反应方向的时候,我们常用吉布斯自由能来判断,相比之下化学势判断更为基本。)

吉布斯自由能还可以进行扩充套件,热力学中g=u-ts+pv,如果考虑电场和磁场的作用,还会更为複杂。

不仅仅是热力学,晶体学中,也可以利用自由能判据,来判断晶体的相平衡与相变等。

热力学中为什么要引入吉布斯自由能的概念,它的物理含义是什么

123剑的回答:


吉布斯自由能在化学热力学中为判断过程进行的方向而引入的热力学函式。又称自由焓、吉布斯自由能或自由能。[1] 自由能指的是在某一个热力学过程中,系统减少的内能中可以转化为对外做功的部分。

自由能(free energy)在物理化学中,按照亥姆霍兹的定容自由能f与吉布斯的定压自由能g的定义。吉布斯自由能是自由能的一种。

吉布斯自由能又叫吉布斯函式,是热力学中一个重要的参量,常用g表示,它的定义是:

g = u − ts + pv = h − ts,其中u是系统的内能,t是温度(绝对温度,k),s是熵,p是压强,v是体积,h是焓。

吉布斯自由能,焓,熵的变化有什么具体意义?

热心网友的回答:


气体分子在固体表面吸附过程中:

熵减(熵变为负):混乱度降低

焓减(焓变为负):放热

自由能降低(自由能变为负):自发进行

过往云烟的回答:


主要是在 气固液 转换的时候 吉布斯自由能变化较大。

再就是在液体表面和气体发生物质交换的时候 吉布斯只有能改变

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