Ինչ է Գիբսը:

Բաց եւ փակ համակարգերի գործընթացների ինքնաբուխ բնույթը նկարագրվում է հատուկ չափանիշով, որը կոչվում է Gibbs էներգիա: Դա պետության գործառույթն է: Դ.Վ. Gibbs- ը, աշխատելով տերմոդինամիկ համակարգերի հետ, հասցրեց հասկանալ եւ enthalpy- ի միջոցով: Gibbs էներգիան, մասնավորապես, հնարավորություն է տալիս կանխատեսել ինքնաբուխ կենսաբանական գործընթացների հոսքի ուղղությունը եւ գնահատել դրանց տեսականորեն հասանելի արդյունավետությունը:

Եթե մենք կիրառենք Gibbs- ի եզրակացությունները երկրորդ տերմոդինամիկ օրենքի համար, ապա ձեւակերպումը հետեւյալն է `առանց արտաքին ազդեցության մշտական (const) ճնշման եւ ջերմաստիճանի, համակարգը կարող է աջակցել միայն նման պրոցեսների ինքնաբուխ հոսքը, որի հետեւանքն է Gibbs էներգիայի մակարդակի նվազումը այն արժեքի, որը տեղի է ունենում, երբ հասնում է կայուն վիճակին Նվազագույնը: Ցանկացած տերմոդինամիկ համակարգի հավասարակշռվածությունը նշանակում է այս էներգիայի անջատումը (նվազագույնը): Հետեւաբար, Gibbs էներգիան պոտենցիալ (ազատ enthalpy) է isobaric- isothermal համակարգերի. Բացատրենք, թե ինչու է նվազագույնը նշված: Փաստն այն է, որ սա տերմոդինամիկայում հավասարակշռության ամենակարեւոր պոստուլատներից մեկն է. Այս վիճակն է ջերմաստիճանի եւ ճնշման անջատողականությամբ, որ հաջորդ փոփոխության համար անհրաժեշտ է բարձրացնել էներգետիկ մակարդակը, եւ դա հնարավոր է միայն այն դեպքում, եթե որոշ արտաքին գործոններ փոփոխվեն:

Նամակը նշանակում է Գ Գերազանց թվով հավասար է հայտնի enthalpy եւ ջերմաստիճանի արտադրանքի արժեքի գրեթե տարբերությանը: Այսինքն, Gibbs էներգիան կարող է արտահայտվել հետեւյալ բանաձեւով.

G = H - (S * t),

Որտեղ S- ն է համակարգի գրավումը. T- ը տերմոդինամիկ ջերմաստիճանը. H - էնթալպիա: Այս բանաձեւում համակարգի ներթափանցումը ներառված է, հաշվի առնելով, որ բարձր ջերմաստիճանը հանգեցնում է համակարգի կարգավորվող վիճակի (անկարգության) նվազմանը, իսկ ցածր `հակառակը:

Քանի որ Gibbs- ի էներգիան եւ enthalpy- ը ջերմոդինամիկ համակարգի գործառույթներից մեկն են, հնարավոր է բնութագրել քիմիական փոփոխությունները, որոնք տեղի են ունենում G կամ H- ի փոփոխությամբ: Եթե տրվում է ռեակցիայի հավասարումը եւ Gibbs էներգիայի փոփոխությունը, ապա այն վերաբերում է ջերմային քիմիական դասի:

Այս էներգիայի առնչությամբ Հեսսի կանոնը կարող է ձեւակերպվել. Եթե ճնշումը եւ ջերմաստիճանը անփոփոխ են, ապա սկզբնական նյութերից (հիմնական ռեակտիվները) նոր նյութերի ստեղծումը հանգեցնում է այն հանգամանքի, որ համակարգում էներգիան փոխվում է, իսկ ռեակցիաների տեսակն ու դրանց թիվը չեն ազդի արդյունքի վրա:

Քանի որ հոդվածում նկարագրված էներգիան փոփոխական քանակություն է, «ստանդարտ Gibbs էներգիայի» հասկացությունը ներկայացվեց հաշվարկների կատարման համար: Այս արժեքը ներառում է ցանկացած քիմիական տեղեկագրքում, որը հավասար է 298 կՋ / մոլ (նշեք, որ չափը նույնն է, ինչ ցանկացած այլ մոլի էներգիայի համար): Այս արժեքը թույլ է տալիս հաշվարկել փոփոխությունը գրեթե ցանկացած քիմիական գործընթացի համար:

Եթե քիմիական ռեակցիայի ընթացքում համակարգի վրա արտաքին ազդեցություն է գործում (աշխատանք է կատարվում), ապա Gibbs- ի էներգիայի արժեքը մեծանում է: Նման ռեակցիաներն անվանում են endergonic: Հետեւաբար, եթե համակարգը ինքնուրույն աշխատում է, էներգիա ծախսելով, ապա այն վերաբերում է նախկին Էրգոնիկ դրսեւորումների:

Gibbs էներգիայի հայեցակարգը լայնորեն կիրառվել է ժամանակակից քիմիայի մեջ: Օրինակ, պոլիմերի սինթեզը հիմնված է հավելումների ռեակցիաներին: Երբ դրանք կատարվում են, մի քանի մասնիկները միավորված են մեկի մեջ, իսկ մուտքի արժեքը նվազում է: Գիբսսի բանաձեւի հիման վրա կարելի է պնդել, որ արտաքին գործողությունը (օրինակ, բարձր ջերմաստիճանը) կարող է հակադարձել նմանատիպ էկզոթերմիկ ավելացման ռեակցիան, որը հաստատվում է գործնականում: