Különbség Gibbs Free Energy és Helmholtz között Ingyenes Energia
Gibbs Free Energy vs Helmholtz Free Energy eloszlás határozza meg. Néhány dolog spontán történik, mások nem. A változás irányát az energia eloszlása határozza meg. Spontán változás esetén a dolgok olyan állapotba kerülnek, amelyben az energia sokkal kaotikusabban szétszóródik. A változás spontán, ha nagyobb véletlenséghez és káoszhoz vezet a világegyetem egészében. A káosz, a véletlenszerűség vagy az energia eloszlása mértéke az entrópia nevű állami funkcióval mérhető. A termodinamika második törvénye az entrópiához kapcsolódik, és azt mondja: "az univerzum entrópiája spontán módon növekszik. "Az entrópia összefügg a keletkezett hő mennyiségével; ez az energia mértékének romlása. Tény, hogy az adott mennyiségű hőtől függő extra rendellenesség mennyisége a hőmérséklet függvénye. Ha már nagyon forró, egy kis extra hő nem okoz sokkal több rendetlenséget, de ha a hőmérséklet rendkívül alacsony, az azonos hőmennyiség drasztikusan növeli a rendellenességet. Ezért helyénvalóbb írni, ds = dq / T.
A változás irányának elemzéséhez figyelembe kell vennünk mind a rendszer mind a környező változásokat. A következő Clausius egyenlőtlenség azt mutatja meg, hogy mi történik, ha a rendszer és a környezet között hőenergia kerül át. (Tekintse meg, hogy a rendszer termikus egyensúlyban van a környező környezeti hőmérsékletekkel a T hőmérsékleten)dS - (dq / T) ≥ 0 … (1)
Helmholtz szabad energia
a fenti egyenletet (1) a következőképpen írhatja fel. Ez az egyenlet azt a kritériumot fejezi ki, hogy spontán reakció csak az állami funkciók tekintetében történjen.
Az egyenlet átrendezhető a következő egyenlet eléréséhez.
TdS ≥ dU
(2. egyenlet); ezért dU - TdS ≤ 0 A fenti kifejezést egyszerűsíthetjük az "A" Helmholtz energia felhasználásával, amely meghatározható:
A = U-TSA fenti egyenletektől függően származhat a spontán reakció kritériumaként, mint dA≤0. Ez azt jelenti, hogy a rendszer állandó hőmérsékleten és térfogatban bekövetkező változása spontán, ha dA≤0. Tehát a változás spontán, ha megfelel a Helmholtz energia csökkenésének. Ezért ezek a rendszerek spontán úton haladnak, alacsonyabb A értéket adva.
Mi érdekli a Gibbs szabad energia, mint a Helmholtz szabad energia laboratóriumi kémia. Gibbs szabad energiája összefügg az állandó nyomáson bekövetkező változásokkal. Ha a hőenergia állandó nyomáson kerül át, csak bővítési munkát végeznek; ezért a (2) egyenletet módosíthatjuk és átírhatjuk az alábbiak szerint.
TdS ≥ dHEz az egyenlet átrendezhető, hogy dH-TdS ≤ 0. A "G" szabad energiával Gibbs kifejezéssel ezt az egyenletet írhatjuk:
-3 ->
G = H - TS
állandó hőmérsékleten és nyomáson a kémiai reakciók spontán irányulnak a Gibbs szabad energia csökkenésében. Ezért dG≤0.
Mi a különbség Gibbs és Helmholtz szabad energia között?• A Gibbs szabad energiáját állandó nyomás határozza meg, és a Helmholtz szabad energiáját állandó mennyiségben határozzák meg.
• Jobban érdekelnek a Gibbs szabad energia laboratóriumi szinten, mint a Helmholtz szabad energia, mert állandó nyomással járnak.
