Question

吉布斯自由能是什么?

Answer 1

吉布斯自由能又叫吉布斯函数,是热力学中一个重要的参量,常用 G 表示,它的定义是：
G = U − TS + pV = H − TS
其中 U 是系统的内能,T 是温度,S 是熵,p 是压强,V 是体积,H 是焓.
吉布斯自由能的微分形式是：
dG = − SdT + Vdp + μdn
其中μ是化学势.
吉布斯自由能的物理含义是在等温等压过程中,除体积变化所做的功以外,从系统所能获得的最大功.换句话说,在等温等压过程中,除体积变化所做的功以外,系统对外界所做的功只能等于或者小于吉布斯自由能的减小.数学表示是：
如果没有体积变化所做的功,即 W=0,上式化为：
也就是说,在等温等压过程前后,吉布斯自由能不可能增加.如果发生的是不可逆过程,反应总是朝着吉布斯自由能减少的方向进行.
特别地,吉布斯自由能是一个广延量,单位摩尔物质的吉布斯自由能就是化学势μ.
以上引用