Entalpia swobodna

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Willarda Gibbsa 1873 wykres dostępnej energii (entalpii swobodnej), który ukazuje płaszczyznę prostopadłą do osi (objętości) i przechodzącą przez punkt A, który przedstawia stan początkowy ciała. MN jest sieczną powierzchni energii rozproszonej. i są siecznymi płaszczyzn i i dlatego są równoległe odpowiednio do osi (energii wewnętrznej) i (entropii). AD i AE są energią wewnętrzną i entropią ciała w jego stanie początkowym, AB i AC odpowiednio jego dostępną energią (entalpią swobodną) i jego pojemnością dla entropii (ilość entropii, o którą entropia ciała może być zwiększona bez zmiany energii wewnętrznej ciała lub zwiększenia jego objętości).

Entalpia swobodna, funkcja Gibbsa, energia swobodna Gibbsa[1]; symbol lub [a]potencjał termodynamiczny zdefiniowany następująco:

co jest równoważne:

gdzie:

energia wewnętrzna układu,
entropia układu,
– ciśnienie i objętość układu,
temperatura bezwzględna układu,
entalpia,
energia swobodna Helmholtza.

Z innymi potencjałami termodynamicznymi entalpia swobodna związana jest przez relacje:

[3]
[4],

stąd:

[5],
[5],
[6],

gdzie:

– liczba składników (różnych substancji),
potencjał chemiczny -tego składnika,
– praca nieobjętościowa np. elektryczna.

Entalpia swobodna w przemianach izotermiczno-izobarycznych jest równa maksymalnej pracy nieobjętościowej np. elektrycznej, którą można uzyskać w takiej przemianie. Dlatego odgrywa dużą rolę w elektrochemii.

W procesach samorzutnych przebiegających pod stałym ciśnieniem oraz w stałej temperaturze entalpia swobodna nie wzrasta (maleje lub zachowuje wartość). Kryterium to jest często stosowane, gdyż reakcje chemiczne oraz zmiany stanów skupienia przebiegają często przy stałym ciśnieniu, a przy możliwej zmianie objętości. Reakcja zachodzi samorzutnie przy stałym ciśnieniu i określonej temperaturze, tylko gdy entalpia swobodna substratów jest nie mniejsza od entalpii swobodnej produktów[7].

Warunek kierunku przebiegu reakcji zapisuje się matematycznie:

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Uwagi[edytuj | edytuj kod]

  1. Małą literę stosuje się w ujęciu ogólnym, dużą dla wielkości molowej[2].

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. entalpia swobodna, [w:] Encyklopedia PWN [online] [dostęp 2021-12-20].
  2. Tomassi i Jankowska 1980 ↓, s. 34.
  3. Zalewski 1978 ↓, s. 114.
  4. Zalewski 1978 ↓, s. 107.
  5. a b Atkins 2001 ↓, s. 120.
  6. Zalewski 1978 ↓, s. 108.
  7. Atkins 2001 ↓, s. 202.

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]