انرژی آزاد گیبس
ترمودینامیک | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
![]() | ||||||||||||
شاخهها |
||||||||||||
یادداشت: متغیرهای مزدوج (ترمودینامیک) به صورت مورب
|
||||||||||||
|
||||||||||||
کتاب:ترمودینامیک | ||||||||||||
انرژی آزاد گیبس کمیتی ترمودینامیکی است که میزان خودبهخود انجام شدن یک واکنش را نشان میدهد. این کمیت با نمایش داده میشود. انجام یک فرایند از لحاظ ترمودینامیکی هنگامی امکانپذیر است که تغییرات انرژی آزاد گیبس منفی باشد.
انرژی آزاد گیبس چنین تعریف میشود:
یا بطور معادل:
که در آن: U انرژی درونی
P فشار
V حجم
S آنتروپی
H آنتالپی است
این فرمولها دربرگیرندهٔ دو عامل است که در انجامپذیری واکنشها در طبیعت مؤثرند: آنتالپی (انرژی سیستم) و آنتروپی (بینظمی سیستم).
آنتالپی (H) تغییرات انرژی ضمن انجام واکنش را دربرمیگیرد. این تغییرات هم انرژی جنبشی را شامل میشود و هم انرژی پتانسیل را، به شرط آن که در حین انجام واکنش فشار وارد بر سیستم ثابت باشد.
یک واکنش زمانی از نظر انرژی انجامپذیر تلقی میشود که بر اثر انجام آن انرژی سیستم کمتر شود. به عبارت بهتر سیستم پایدارتر شود. در این صورت تغییرات آنتالپی منفی خواهد بود.
اما در اطراف ما بسیاری از واکنشها اتفاق میافتند که در آنها سیستم گرما میگیرد و انرژی آن افزایش مییابد، یعنی تغییرات آنتالپی در آنها مثبت است. این گونه واکنشها به علت عامل دوم رخ میدهند که آنتروپی نامیده میشود و با S نشان داده میشود. این عامل نشاندهندهٔ میزان بینظمی سیستم است و زمانی مساعد است که انجام واکنش سبب زیادشدن بینظمی در سیستم شود. در فرمول انرژی آزاد گیبس عامل S در T ضرب میشود که دمای مطلق (کلوین) گاز است، یعنی اثر عامل بینظمی در دمای بالا بیشتر است.
منابع[ویرایش]
- Peter Atkins and Julio de Paula, Physical chemistry, W. H. Freeman; 8th edition, U.S.A, 2006. ISBN: 0-7167-8759-8