Dè a th 'ann an cumhachd Gibbs?

Thathar a 'toirt cunntas air nàdar neo-fhoirmeil phròiseasan ann an siostaman fosgailte agus dùinte tro shlat-tomhais sònraichte ris an canar cumhachd Gibbs. Tha e na dhleastanas air an stàit. D.W. Bha Gibbs, ag obair le siostaman thermodynamic, air a riaghladh gus a thionndadh tro entropy agus enthalpy. Tha Gibbs lùth, gu h-àraid, ga dhèanamh comasach air ro-innse slighe a 'phròiseas bith-eòlasach gu neo-dhìreach a mheasadh agus gus an èifeachdas a ghabhas coileanadh gu teòiridh a mheasadh.

Ma tha sinn a 'cur a-steach an Gibbs co-dhùnaidhean dàrna thermodynamic lagh, cruthachadh bidh na leanas: cunbhalach (const) Brùthadh agus Teòthachd gun taobh a-muigh dh'aithneachadh an siostam a' toirt taic ullachadh sruth a-mhàin gu leithid pròiseasan, a thoradh a tha a 'lùghdachadh na Gibbs lùth-ìre gu bheil luach a' tachairt nuair a ruigeas e a cunbhalach Is lugha. Tha co-chothromachd siostam thermodynamic sam bith a 'ciallachadh gun robh an lùth seo (as ìsle) ann. Mar sin, is e cumhachd Gibbs (com-pàirteachadh an-asgaidh) ann an siostaman isobaric-isothermal. Leig leinn mìneachadh carson a tha an ìre as ìsle air a shònrachadh. Is e an fhìrinn gur e seo aon de na postulates as cudromaiche de chothromachadh ann an teirmodinamics: tha an stàit seo le teasachadh teothachd agus cuideam a 'ciallachadh gu bheil e riatanach an ìre lùtha a mheudachadh airson an ath thuras, agus tha seo comasach ach a-mhàin ma bhios cuid de na factaran bhon taobh a-muigh ag atharrachadh.

Tha an litir a 'comharrachadh G. Iomadachd gu ìre co-ionann ris an eadar-dhealachadh eadar an enthalpy aithnichte agus luach an toraidh teothachd air entropy. Is e sin, is urrainn lùth Gibbs a bhith air a chur an cèill tro na foirmle a leanas:

G = H - (S * t),

Far a bheil S an entropy an t-siostaim; Is e T an teòthachd thermodynamic; H - enthalpy. Tha entropy an t-siostaim san fhoirmle seo air a ghabhail a-steach gus gabhail a-steach gu bheil teòthachd àrd a 'leantainn gu lùghdachadh ann an staid òrdaichte an t-siostaim (mì-rian), agus gu ìre ìseal - air a' chaochladh.

Leis gu bheil an dà chuid cumhachd Gibbs agus an enthalpy mar aon de dhleastanasan an t-siostaim ann am thermodynamics, tha e comasach na cruth-atharrachadh ceimigeach a tha a 'gabhail àite le bhith atharrachadh G no H. Ma thoirt reaction co-aontar agus an atharrachadh lùth Gibbs, an sin buin e don chlas de thermochemical.

A thaobh an lùth seo, faodaidh an riaghaltas Hess a bhith air a dhealbh: ma tha an cuideam agus an teothachd air atharrachadh, bidh cruthachadh stuthan ùra bhon toiseach (ath-bheothaichean bunaiteach) a 'ciallachadh gu bheil an lùth anns an t-siostam ag atharrachadh, ged a tha an seòrsa ath-bheachdan a' tachairt agus nach eil buaidh aig an àireamh aca air an toradh.

Leis gu bheil an lùth a tha air a mhìneachadh san artaigil caochlaideach, chaidh a 'bhun-bheachd de "lùth coitcheann Gibbs" a thoirt a-steach gus an àireamhachadh a choileanadh. Tha an luach seo ann an leabhar-seòlaidh ceimigeach sam bith, a tha co-ionann ri 298 kJ / mol (comharraich gu bheil an tomhas dìreach mar a tha airson cumhachd molar sam bith eile). Leigidh an luach seo dhut an t-atharrachadh airson pròiseas ceimigeach sam bith a mheasadh.

Ma rè cùrsa cheimigeach a bhualadh, an gnìomh taobh a-muigh (tha an obair a dhèanamh) a 'tionndadh air an t-siostam sin, a' Gibbs-asgaidh lùth luach àrdachadh. Thathas a 'toirt iomradh air na h-ath-bheachdan sin mar cho-obrachail. Mar sin, ma tha an siostam fhèin a 'dèanamh obair, a' toirt buaidh air lùth, tha e mu dheidhinn taisbeanaidhean ro-adhartach.

Tha bun-bheachd cumhachd Gibbs air lorg farsaing fhaighinn ann an ceimigeachd ùr-nodha. Mar eisimpleir, tha an synthesis de polymers stèidhichte air na h-ath-bheachdan a bharrachd. Nuair a bhios iad air an dèanamh, tha grunn mhìrean air an cur còmhla ann an aon, ged a tha luach an entropaidh a 'lùghdachadh. Stèidhichte air foirmle Gibbs, faodar argamaid a dhèanamh gum faod gnìomh bhon taobh a-muigh (mar eisimpleir, teas àrd-teasairginn) ath-bheothachadh leithid sin a bharrachd a chur air ais, a tha air a dhaingneachadh ann an cleachdadh.