Gibbs fri energi er defineret til at være
G = U - ts + pV (15.1) kemikere ofte kalder dette den fri energi, mens fysikere ofte kalder det termodynamiske potentiale. Den vigtigste egenskab af Gibbs fri energi er, at det er et minimum for et system i ligevægt ved konstant tryk, når i termisk kontakt med et reservoir. For at se denne, overveje forskellen dG , dG = dU - t d s- s d t + PDV + VDP (15. 2) Hvis systemet, S er i termisk kontakt med en varme reservoir, R 1, ved temperatur tand i mekanisk kontakt med et tryk reservoir, R 2, som kan opretholde trykket s men kan ikke udveksle varme, så d t = dp = 0. Så dG bliver dG = dU - t d s + PDV (15,3) Fra den termodynamiske identitet t d s = dU Y - m dN + PDV vi se, at dG = m < em> dN men dN = 0, så dG = 0, hvilket er betingelsen for en ekstremum. Det faktum, at G er et minimum følger direkte af, at entropien har et minus tegn forbundet med det. Også fra afledning, ser vi, at G = G (t, s , N ). Den generelle forskellen i Gibbs fri energi er sammenligne dette med (15,2), og ved hjælp af termodynamiske identitet, kan vi straks se, at (15,4) (15,5) (15,6) De variable tand s kaldes intensive mængder, de ændrer ikke værdi, når to identiske systemer er lægge sammen. Variablerne U , s, V , N og G kaldes omfattende mængder; deres værdier ændrer sig, når to identiske systemer er sat sammen . For eksempel G afhænger af antallet af partikler, N . Når to systemer bringes sammen, så antallet af partikler for det kombinerede system fordobler, så Gibbs fri energi også fordobles. Da Gibbs fri energi afhænger lineært af antallet af partikler, kan vi skrive G = N j ( s , t) Vi ser således, at Men vi allerede så, at, så j ( s , t) = m, og vi får G = N m ( s , t) (15,7) Således kemiske potentiale for et system er lig med Gibbs fri energi pr partikel. Hvis mere end én intensive og ekstensive Mængder
Accelererede Sygepleje Programmer - Din Guide