Што такое свабодная энергія Гібса?

Свабодная энергія Гібса - гэта велічыня, якая паказвае ўзровень змены энергіі ў працэсе хімічнай рэакцыі, і ў выніку якая дае адказ на пытанне пра магчымасць праходжання хімічных рэакцый. Такі патэнцыял можна прымаць за поўную хімічную энергію сістэмы (вадкасці, крышталя і т. Д.). Свабодная энергія Гібса шырока ўжываецца ў хіміі і тэрмадынамікі.

Самаадвольнае праходжанне ізабарнага-ізатэрмічных працэсаў вызначана наступнымі фактарамі: энтальпийным і энтропийным. Першы звязаны з памяншэннем Энтальпія сістэмы, а другі абумоўлены павелічэннем ўзроўню бязладзіцы ўнутры сістэмы з прычыны павышэння яе энтрапіі. Рознасць апісаных тэрмадынамічных фактараў і з'яўляецца функцыяй станаў сістэмы, якая вядомая як ізабарнага-ізатэрмічны патэнцыял, або свабодная энергія Гібса (G, кДж).

Самаадвольнага праходжання працэсу ў сістэме адкрытага і закрытага тыпу апісваецца адмысловым крытэрам, якія атрымалі назву патэнцыял Гібса. Па сутнасці, ён уяўляе сабой функцыю стану. Д. У. Гібс, калі працаваў з тэрмадынамічных сістэмамі, вывеў гэтую функцыю праз Энтальпія і энтрапію. Свабодная энергія Гібса дазваляе прадказваць кірунак праходжання самаадвольнага біялагічнага працэсу, а таксама ацэньваць яго тэарэтычна дасягальны каэфіцыент карыснага дзеяння.

Ў дачыненні да другога закону тэрмадынамікі высновы Гібса можна сфармуляваць наступным чынам: пры пастаянных значэннях ціску і тэмпературы без уздзеяння звонку сістэма будзе падтрымліваць ўзровень самаадвольнага праходжання толькі для працэсаў, з прычыны якіх адбудзецца змяншэнне значэння патэнцыялу Гібса да ўзроўню, які наступіць пасля дасягнення ім ўсталяваўся мінімуму. Такім чынам, раўнавагу тэрмадынамічнай сістэмы вызначае нязменнасць свабоднай энергіі. Таму патэнцыял Гібса ўяўляе сабой вольную Энтальпія ў ізабарнага-ізатэрмічны сістэме. Растлумачым, чаму паказваецца менавіта мінімум. Гэта тлумачыцца найважнейшым пастулатам раўнавагі ў тэрмадынаміцы, а менавіта: дадзенае стан пры ўмове пастаяннага ціску і тэмпературы азначае, што для наступнага правіць старонкі, трэба павялічваць узровень энергіі, а гэта магчыма толькі пры змене знешніх фактараў.

А што ж разумеюць пад вольнай энергіяй? Пад гэтым тэрмінам маюць на ўвазе працэс атрымання неабмежаванага колькасці энергіі без або з нязначнымі выдаткамі энергіі. Гэта значыць энергія, атрыманая ад сонечнай батарэі, гідраэлектрастанцыі, ветрагенератара, - гэта вольная энергія, таму як мы не трацілі энергію на тое, каб сонечныя прамяні падалі на зямлю, вада ў рацэ цякла або дзьмуў вецер. Падобных крыніц вакол нас існуе велізарнае мноства, большасць з іх яшчэ невядомыя навуцы. Вось на іх час ад часу і «натыкаюцца» розныя вынаходнікі-эксперыментатары. Адным з такіх вынаходстваў стала свабодная энергія Цеслы. Як лічыў навуковец, энергія, якую ён атрымліваў, брала свой пачатак з эфіру (вакууму). Шкада, што яго вынаходніцтва так і не было даведзена да лагічнага канца. Аднак падобныя адкрыцця працягваюць здзяйсняцца, гэты працэс не спыніць. На сённяшні дзень існуе мноства патэнтаў на вынаходніцтвы, аснова якіх - вольная энергія. Схема аднаго з такіх прылад прыведзена вышэй.