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热力学基本方程吉布斯公式的表达

发表时间:2024-07-29 21:11:59 来源:网友投稿

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。

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