Що таке вільна енергія Гіббса?
Вільна енергія Гіббса - це величина, яка показує рівень зміни енергії в процесі хімічної реакції, і в результаті дає відповідь на питання про можливість протікання хімічних реакцій. Такий потенціал можна приймати за повну хімічну енергію системи (рідини, кристала і т. Д.). Вільна енергія Гіббса широко застосовується в хімії та термодинаміки.
Мимовільне протікання ізобарно-ізотермічних процесів визначено наступними факторами: ентальпійного і ентропійних. Перший пов`язаний із зменшенням ентальпії системи, а другий обумовлений збільшенням рівня безладу всередині системи внаслідок підвищення її ентропії. Різниця описаних термодинамічних факторів і є функцією станів системи, яка відома як ізобарно-ізотермічний потенціал, або вільна енергія Гіббса (G, кДж).
Мимовільність протікання процесу в системі відкритого і закритого типу описується спеціальним критерієм, який отримав назву потенціал Гіббса. По суті, він являє собою функцію стану. Д. У. Гіббс, коли працював з термодинамічними системами, вивів цю функцію через ентальпію і ентропію. Вільна енергія Гіббса дозволяє передбачати напрямок протікання мимовільного біологічного процесу, а також оцінювати його теоретично досяжний коефіцієнт корисної дії.
Стосовно другого закону термодинаміки висновки Гіббса можна сформулювати наступним чином: при постійних значеннях тиску і температури без впливу ззовні система буде підтримувати рівень мимовільного протікання тільки для процесів, внаслідок яких відбудеться зменшення значення потенціалу Гіббса до рівня, який настане після досягнення ним усталеного мінімуму. Отже, рівновагу термодинамічної системи визначає незмінність вільної енергії. Тому потенціал Гіббса являє собою вільну ентальпію в ізобарно-ізотермічної системі. Пояснимо, чому вказується саме мінімум. Це пояснюється найважливішим постулатом рівноваги в термодинаміки, а саме: даний стан за умови постійного тиску і температури означає, що для наступної зміни потрібно збільшувати рівень енергії, а це можливо тільки при зміні зовнішніх факторів.
А що ж розуміють під вільною енергією? Під цим терміном розуміють процес отримання необмеженої кількості енергії без або з незначними затратами енергії. Тобто енергія, отримана від сонячної батареї, гідроелектростанції, вітрогенератора, - це вільна енергія, тому як ми не витрачали енергію на те, щоб сонячні промені падали на землю, вода в річці текла або дув вітер. Подібних джерел навколо нас існує величезна безліч, більшість з них ще невідомі науці. Ось на них час від часу і «натикаються» різні винахідники-експериментатори. Одним з таких винаходів стала вільна енергія Тесла. Як вважав учений, енергія, яку він отримував, брала свій початок з ефіру (вакууму). Шкода, що його винахід так і не було доведено до логічного кінця. Однак подібні відкриття продовжують здійснюватися, цей процес не зупинити. На сьогоднішній день існує безліч патентів на винаходи, основа яких - вільна енергія. Схема одного з таких пристроїв наведена вище.
Хімічна термодинаміка: дозволено чи заборонено Що таке горіння? Це саме звичайне окислення, з'єднання палива з киснем. Але ж у контакті з киснем знаходяться майже всі речовини, а реакція не починається (і слава богу). Значить, мало просто реагентів, потрібно врахувати й інші обставини. Саме цим…
Повна механічна енергія тіл і систем Величина, яка прирівнюється до половині від твору маси даного тіла на швидкість цього тіла в квадраті, називається у фізиці кінетичної енергією тіла або енергією дії. Зміна або непостійність кінетичної або рушійною енергії тіла за деякий час буде…
Закони термодинаміки Термодинаміка - розділ фізики, в рамках якого вивчається взаємне перетворення теплоти в рух і навпаки. Будучи досить обширним розділом, дана частина прикладної фізики ділиться на кілька різних підрозділів, до яких відносяться: Основні закони…
Перше і друге початок термодинаміки Перш ніж розглянути перше і друге початок термодинаміки, необхідно визначитися, що саме розуміють під терміном «термодинаміка». У даному випадку слово говорить саме за себе: у ньому неважко визначити два інших - «термо» і «динаміка». При перекладі з…
Перший початок термодинаміки - це початок усього сущого Предметом вивчення термодинаміки є енергія у всіх її проявах і, найголовніше, переходи енергії з одного виду в інший. Так склалося, що сам термін виник на зорі наукових досліджень в області енергії, а на той момент перелік різних видів енергії був…
Енергія електричного поля Говорячи про те, що таке енергія електричного поля, не можна не вказати, що це найважливіший його параметр. Незважаючи на те, що сам термін «енергія» досить звичний і, на перший погляд, очевидна, в даному випадку потрібно добре розуміти, про що йде…
Теплова енергія Енергія - здатність тіла виконувати роботу. Виділяють такі її види: електричну, механічну, гравітаційну, ядерну, хімічну, електромагнітну, теплову та інші.Перша - енергія електронів, що рухаються по ланцюгу. Найчастіше вона використовується для…
Кінетична і потенційна енергія Однією з характеристик будь-якої системи є її кінетична і потенційна енергія. Якщо яка-небудь сила F надає дію на що знаходиться в спокої тіло таким чином, що останнє приходить в рух, то має місце здійснення роботи dA. У цьому випадку значення…
Що таке енергія Гіббса Мимовільність протікання процесів в системах відкритого та закритого типів описується через спеціальний критерій, який отримав назву енергія Гіббса. Він є функцією стану. Д.У. Гіббс, працюючи з термодинамічними системами, зумів вивести її через…
Перший закон термодинаміки Перший закон термодинаміки стверджує, що зміна внутрішньої енергії можливо тільки при наявності зовнішніх впливів. Іншими словами, якщо системі буде повідомлено певну кількість тепла і над нею буде здійснена робота, то активність даного тіла…
Енергія активації Хімічні реакції можуть протікати з різними швидкостями. Одні з них завершуються протягом декількох секунд, інші можуть тягнутися годинами, днями і навіть десятиліттями. Для того щоб визначити продуктивність і розмір необхідної апаратури, а також…
Робота в термодинаміці Наука, що вивчає теплові явища - це термодинаміка. Фізика розглядає її як один зі своїх розділів, який дозволяє зробити певні висновки, грунтуючись на уявленні речовини у вигляді молекулярної системи.Термодинаміка, визначення якої будуються на…
Енергія іонізації атома Енергія іонізації - основна характеристика атома. Саме вона визначає природу і міцність хімічних зв'язків, які здатний утворювати атом. Відновні властивості речовини (простого) також залежать від цієї характеристики.Поняття «енергія іонізації» іноді…