寫出吉布斯相律公式並說明各項代表的意義

2021-04-20 01:57:50 字數 2673 閱讀 3807

1樓:匿名使用者

吉布斯自由能bai是過程自發性的判斷du,它的大小相當

zhi於系統dao向環境作最大可能的回有用功,因此,我們也可以說答,吉布斯自由能是系統做有用功的本領度量,也就是系統過程自發性的度量 ,不過不要忘記,吉布斯自由能用以度量系統作最大有用功的條件是系統內發生的過程是等溫等壓過程。

寫出吉布斯自由能判據的表示式,並說出其表示的意義。

2樓:匿名使用者

吉布斯自由能又叫吉布斯函式,(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是溫度,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,也就是說每個粒子的平均吉布斯自由能等於化學勢。

提出2023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。2023年他完成了第二部分。這一長達三百餘頁的**被認為是化學史上最重要的**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。

定義δg=δh-tδs (kj/mol)吉布斯自由能相關書籍封面(1)g叫做吉布斯自由能。因為h、t、s均為狀態函式,所以g為狀態函式。

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溫、恆壓過程自發與平衡的判據。

吉布斯自由能改變數。表明狀態函式g是體系所具有的在等溫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。

等溫公式

吉布斯自由能隨溫度和壓強變化很大。為了求出非標準狀況下的吉布斯自由能,可以使用範特霍夫等溫公式:

δg = δg0 + rt·ln j

其中,δg0是同一溫度、標準壓強下的吉布斯自由能,r是氣體常數,j是反應熵。

溫度的變化在δg0的使用上表現出來,不同的溫度使用不同的δg0。非標準狀況的δg0需要通過定義式(即吉布斯等溫公式)計算。壓強或濃度的變化在j的表達上表現出來。

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均為狀態函式所以g為狀態函式。

吉布斯自由能改變數-δg=-(g2-g1)>=w非。表明狀態函式g是體系所具有的在等溫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若反應在等溫等壓下進行,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

可見等溫等壓**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。

任何等溫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。

自由能在溫度t時,當反應物和生成物都處於標準態,發生反應進度

為1 mol的化學反應gibbs自由能的變化值,稱為標準摩爾反應

吉布斯自由能變化值,用來表示標準吉布斯自由能與一般反應

的吉布斯自由能的關係:

平衡常數

在等溫等壓反應中,如果吉布斯自由能為負,則正反應為自發,反之則逆反應自發。如果為0,則反應處於平衡狀態。此時,根據範特霍夫等溫公式,δg = δg0 + rt·ln j,j變成平衡常數,於是有:

δg0 = -rt ln k

要注意,使用範特霍夫等溫公式時,δg和δg0的溫度一定要相等。

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。

原理等溫、等壓的封閉體系內,不作非體積功的前提下,任何自發反應總是朝著吉布斯自由能(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。

吉布斯相律的吉布斯介紹

3樓:哆姐

在物理copy化學,吉布斯相律說明了在bai特定相態下,系du統的自由度跟其

zhi他變數的關係。

吉布dao斯相律是相圖的基本原理,它指出:

f = c - p + n

* f :自由度

* c :系統的組元數(例如化合物的數目)

* p :在該點的相態數目

* n :外界因素,多數取n=2,代表壓力和溫度;對於熔點極高的固體,蒸汽壓的影響非常小,可取n=1。

以水為例子,只有一種化合物,c=1。在三相點,p=3。f=1-3+2=0,所以溫度和壓力都固定。

當兩種態處於平衡,p=2,對應一個特定壓力,便恰好有一個熔點,即有一個自由度。吉布斯相律的預言正確:f=1-2+2=1。 吉布斯相律廣泛適用於多相平衡體系。

注:若兩相平衡時,壓強不相等,則,吉布斯相律不適用。如滲透平衡。

什麼叫"相"請寫出相律的數學表示式

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