열역학에서 Gibbs 자유 에너지는 자유 엔탈피로도 알려져 있으며, 열역학 시스템이 일정한 온도와 압력 (등온, 등압)에서 수행 할 수있는 최대 가역 작업을 계산하는 데 사용할 수있는 열역학적 전위입니다.
위치 에너지의 감소가 수행 할 수있는 최대 작업으로 정의되는 역학에서와 마찬가지로 다른 잠재력은 다른 의미를 갖습니다. Gibbs free energy drop (Joules in International Units)은 닫힌 열역학 시스템에서 추출 할 수있는 비 팽창 작업의 최대량입니다. 이 최대 값은 완전히 가역적 인 프로세스에서만 달성 할 수 있습니다.
시스템이 초기 상태에서 최종 상태로 가역적으로 변경 될 때 Gibbs 자유 에너지의 감소는 시스템이 환경에 대해 수행 한 작업과 동일하며 압력의 작용에 의해 감소됩니다.
Gibbs 자유 에너지는 G로 표시되고 방정식 G = H-TS로 표현됩니다.
Gibbs Helmholtz 방정식 :
ΔG = ΔH-TΔS
이 방정식은 프로세스의 자발성을 예측하는 데 매우 유용합니다.
(i) ∆G가 음수이면 프로세스가 자발적입니다.
(ii) ∆G가 양수이면 프로세스가 자발적이지 않습니다.
(iii) 0과 같으면 공정이 평형 상태입니다.
(또한 읽기 : 보일의 법칙 알아보기)
원래 가용 에너지라고 불리는 Gibbs 자유 에너지는 미국 과학자 Josiah Willard Gibbs가 1870 년에 개발했습니다. 1873 년에 Gibbs는이 "사용 가능한 에너지"를 다음과 같이 설명했습니다.
"주어진 초기 상태에서 일정량의 물질에서 얻을 수있는 가장 많은 양의 기계적 작업은 체적 량을 늘리거나 물체 외부로 열이 흐르도록 허용하지 않습니다. 그들의 초기 상태. "
Gibbs에 따르면 물질의 초기 상태는 "가역적 과정을 통해 에너지 방출 상태에서 물체가 통과하도록 만들 수있는 것"이어야합니다.
Gibbs 자유 에너지 및 평형
Δ아르 자형GƟ = Δ아르 자형HƟ-TΔ아르 자형SƟ = −2.303RTlogK
어디:
K는 평형 상수입니다.
R은 기체 상수
T는 온도
강한 흡열 반응의 경우 Δ 값아르 자형HƟ는 크고 긍정적입니다. 이 값에 대해 반응 K는 1보다 훨씬 작을 것이고 반응은 생성물을 형성 할 것입니다.
강한 흡열 반응의 경우 Δ 값아르 자형HƟ는 크고 부정적입니다. 그러한 반응 값의 경우 K는 1보다 클 것입니다.
