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吉布斯自由能
鎖定
- 中文名
- 吉布斯自由能
- 外文名
- Gibbs free energy
- 別 名
- 吉布斯函數
- 拼 音
- jibusi ziyouneng
- 相關領域
- 熱力學
- 表示字母
- G
吉布斯自由能定義
吉布斯自由能原理
等温、等壓的封閉體系內，不做非體積功的前提下，任何自發反應總是朝着吉布斯自由能（G）減小的方向進行。ΔG=0時，反應達平衡，體系的G降到最小值。
吉布斯自由能特點
ΔG叫做吉布斯自由能變
吉布斯自由能的變化可作為恆温、恆壓過程自發與平衡的判據。
吉布斯自由能改變量。表明狀態函數G是體系所具有的在等温等壓下做非體積功的能力。反應過程中G的減少量是體系做非體積功的最大限度。這個最大限度在可逆途徑得到實現。反應進行方向和方式判據。
吉布斯自由能簡介
吉布斯自由能又叫吉布斯函數，（英Gibbs free energy,Gibbs energy or Gibbs function; also known as free enthalpy）是熱力學中一個重要的參量，常用G表示，它的定義是：
G = U − TS + pV = H − TS，
其中U是系統的內能，T是温度(絕對温度，K)，S是熵，p是壓強，V是體積，H是焓。
吉布斯自由能的微分形式是：
dG = − SdT + Vdp + μdN，
其中μ是化學勢，也就是説每個粒子的平均吉布斯自由能等於化學勢。
吉布斯自由能提出者
1876年美國著名數學物理學家，數學化學家吉布斯在康涅狄格科學院學報上發表了奠定化學熱力學基礎的經典之作《論非均相物體的平衡》的第一部分。1878年他完成了第二部分。這一長達三百餘頁的論文被認為是化學史上最重要的論文之一，其中提出了吉布斯自由能，化學勢等概念，闡明瞭化學平衡、相平衡、表面吸附等現象的本質。
吉布斯自由能等温公式
ΔG = ΔG0 + RT·ln Q
吉布斯自由能物理意義
ΔxHm<0而ΔrSm<0或ΔxHm>0而ΔrSm<0>0的情況，反應究竟向哪邊進行，則要綜合考慮△H和△S的影響來進一步討論。
定義吉布斯自由能G=H－TS。因為H、T、S均為狀態函數所以G為狀態函數。
吉布斯自由能改變量-ΔG=-(G2-G1)>=W非。表明狀態函數G是體系所具有的在等温等壓下做非體積功的能力。反應過程中G的減少量-ΔG是體系做非體積功的最大限度。這個最大限度在可逆途徑得到實現。反應進行的方向和方式可以由ΔG進行判斷：
-ΔG>W非 反應以不可逆方式自發進行
-ΔG=W非 反應以可逆方式進行
-ΔG<W非 不能進行
若反應在等温等壓下進行，不做非體積功，即W非=0則
ΔG<0 自發進行
ΔG=0 不能進行
ΔG>0 逆反應自發進行
可見等温等壓下體系的吉布斯自由能減小的方向是不做非體積功的化學反應進行的方向。
任何等温等壓下不做非體積功的自發過程的吉布斯自由能都將減少。
吉布斯自由能自由能
標準自由能推理過程
吉布斯自由能平衡常數
ΔG0 = -RT ln K
要注意，使用範特霍夫等温公式時，ΔG和ΔG0的温度一定要相等。
這樣，我們可以推出以下結論：
ΔG0>0時，K<1；
ΔG0=0時，K=1；
ΔG0<0時，K>1。
吉布斯自由能舉例説明
用電池來舉例，當電池內部發生反應併產生電流，反應物會不斷變成生成物，反應正方向的速率會越來越低，直至達到化學平衡，此時，電池的電動勢為0，吉布斯自由能的變化量也為0，此時電池沒電了。
由此可見，ΔG 既可以大於0，也可以小於0，還可以等於0。ΔG 與系統向外界做的有用功有關：當ΔG>0時，系統對環境做功，反應自發進行；當ΔG< 0時，環境對系統做功，反應不得自發進行；而當ΔG= 0時，反應平衡。
