在热力学 裏,吉布斯能 (英語:Gibbs Free Energy ),又称吉布斯自由能 、吉布斯函数 、自由焓 ,常用英文字母
G
{\displaystyle G}
標記。吉布斯能是國際化學聯會 建議採用的名稱。吉布斯能是描述系統的熱力性質的一種熱力勢 ,定義為[1] :101 [2] :128-129
G
=
d
e
f
U
−
T
S
+
p
V
=
H
−
T
S
{\displaystyle G\ {\stackrel {def}{=}}\ U-TS+pV=H-TS}
;
其中,
U
{\displaystyle U}
是系统的内能 ,
T
{\displaystyle T}
是絕對温度 ,
S
{\displaystyle S}
是熵 ,
p
{\displaystyle p}
是压强 ,
V
{\displaystyle V}
是体积 ,
H
{\displaystyle H}
是焓 。
假設在等温 等压 狀況下,一個熱力系統從良好定義初態變換到良好定義終態,則其吉布斯能減少量必定大於或等於其所做的非體積功[註 1] ;假若這變換是可逆過程 ,則其吉布斯能減少量等於其所做的非體積功。所以,這熱力系統所能做的最大非體積功是其吉布斯減少量。
在等溫等壓狀況下,一個熱力過程具有自發性 的必需條件為,吉布斯能隨著過程的演化而減小。這意味著,平衡系統的吉布斯能是最小值;在平衡點,吉布斯能對於其它自變量 的導數 為零。[1] :102
吉布斯能可以用來評估一個反應是否具有自發性,它可以用來估算一個熱力系統可以做出多少非體積功。當應用熱力學於化學領域時,吉布斯能是最常用到與最有用的物理量之一。[3] :291 吉布斯能是為紀念美國物理學者約西亞·吉布斯 而命名。[4]
^ 1.0 1.1 Greiner, Walter; Neise, Ludwig; Stöcker, Horst. Thermodynamics and statistical mechanics. Springer-Verlag. 1995.
^ Perrot, Pierre. A to Z of Thermodynamics. Oxford University Press. 1998. ISBN 0-19-856552-6 .
^ 引证错误:没有为名为AtkinsJones2007
的参考文献提供内容
^ J.W. Gibbs, "A Method of Geometrical Representation of the Thermodynamic Properties of Substances by Means of Surfaces," Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences 2, Dec. 1873, pp. 382-404 .
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