Гиббса максимальной работы

Уравнение (IV, 18) называется уравнением Гиббса—Гельмгольца или уравнением максимальной работы. Оно может быть записано и в форме [c.120]

I 3. Уравнение максимальной работы (уравнение Гиббса—Гельмгольца] 119 [c.119]

В исследовании термодинамики химических превращений в конце XIX в. большую роль сыграли работы голландского физикохимика Я. X. Вант-Гоффа. Мысленно проведя газовую реакцию в равновесных условиях, т. е. сжимая и расширяя газы с совершением максимальной работы в так называемом ящике Вант-Гоффа , он вывел знаменитое уравнение изотермы химической реакции, которым связал максимальную работу, т. е. изменение энергии Гиббса в реакции, с известной из закона действия масс константой химической реакции. Так закон действия масс получил свое термодинамическое обоснование. Вант-Гофф вывел также зависимость константы реакции от температуры, получившую название уравнения изобары химической реакции. Он показал, что знак и крутизна этой зависимости определяются знаком теплового эффекта реакции, чем термодинамически обосновал принцип смещения равновесия Ле-Шателье-Брауна (1884). [c.317]

Какие условия необходимо соблюдать, чтобы максимальная работа в системе совершалась за счет убыли энергии Гиббса О [c.22]

Уравнение максимальной работы (уравнение Гиббса — Гельмгольца) [c.139]

Осноаное уравнение. Гиббс [14] дал основное уравнонпе, связывающее независимые термодинамические переменные, из которого путем чисто математических преобразований можно получить все остальные термодинамические величины. Уравнение состояния (I) не является основным в этом смысле, так как, чтобы получить нз этого уравнения энтальпию, энтропию или летучесть, необходимо знать постоянные интегрирования, не содержащиеся в уравнении состояния. Для независимых переменных — плотности и температуры—Гиббс показал [14], что единственной термодинамической функцией, из которой могут быть получены все остальные, является максимальная работа (изохорный ио-тенциал) А. Эту функцию называют также свободной энергией Гельмгольца или у-функцией Гиббса. Она связана с внутренней энергией Е и энтропией соотношением [c.6]

Правильное направление в определении меры химического сродства было намечено работами Дж. В. Гиббса (1878) и Г. Гельмгольца (1884), который был развит Я- Вант-Гоффом (1885). Вант-Гофф предложил в качестве меры химического сродства использовать максимальную работу химического про- [c.191]

Уменьшение свободной энергии Гиббса Л2 выражает максимальную работу процесса при постоянном давлении и характеризует химическое сродство между веществами, т. е. их склонность к химическому взаимодействию между собой. [c.234]

Правильная точка зрения, ранее всех высказанная Гиббсом (1878) в несколько позже Гельмгольцем (1884) и Вант-Гоффом (1885), предлагала оценивать химическое сродство, т. е. силы, заставляющие вещества химически взаимодействовать, величиной работы, которую эти силы способны произвести. При этом речь должна идти о работе, производимой системой в условиях равновесного проведения процесса, т. е. максимальной работе. Некоторая дальнейшая детализация показывает, что в условиях постоянства температуры и объема в качестве упомянутой меры следует рассматривать полную максимальную работу, которую реагирующая система способна произвести, т.е. Л -, max-Если же при проведении химической реакции соблюдается постоянство температуры и давления, то мерой химического сродства должна служить максимальная полезная работа Лг, max. [c.115]

Изменение энергии Гиббса АО является мерой химического сродства Уменьщение ее выражает максимальную полезную работу процесса при постоянном давлении, т е равно максимальной работе реакции за вычетом работы против внешнего давления При отрицательном значении АО реакция идет слева направо, при положительном имеет место обратная реакция, при значении А0=0 наступает истинное химическое равновесие Процессы, протекающие при лостоянных объеме и температуре, характеризуются изохорно-изотермическим потенциалом [c.49]

Соотношения (У.54), (У.55) и (У.56) обычно и называют уравнениями Гиббса — Гельмгольца. Исходя из уравнения (У.56) можно сказать, что электродвижущую силу гальванического элемента возможно получить из теплового эффекта реакции по принципу Бертло (а не из максимальной работы), если дЕ/дТ = О, т. е. если электродвижущая сила элемента не зависит от температуры. Принцип Бертло исторически был подтвержден как раз равенством Е = = —АЯ /г-23062 для случайно выбранного элемента Даниэля, основанного на реакции [c.117]

Убыль энергии Гиббса LG не зависит от пути процесса, от его химической траектории , и равна максимальной работе которую можно получить С ПОМОЩЬЮ реакции при переходе от данного состояния к равновесному (за вычетом работы против внешнего давления) [c.195]

Очевидно, что работа химической реакции тождественна работе, произведенной электрическим током, полученным за счет этой реакции. Приняв, что максимальная работа химической реакции равна убыли энергии Гиббса, т. е. [c.143]

Энергия Гиббса (С) есть та часть полной энергии системы, которая определяет ее работоспособность (т. е. представляет ту часть энтальпии системы Н, которую можно использовать для совершения максимальной работы). [c.210]

Убыль функции о в соответствии с уравнением (23) равна максимальной работе обратимого изотермического процесса за вычетом работы против внешнего давления (т. е. —АС = Л акс). С помощью уравнения (23) можно вычислить энергию Гиббса любой химической реакции, если определены энтальпия реакции АН и энтропия AS. Энергия Гиббса определяется равенством [c.244]

Какая величина характеризует стремление веществ вступать в химические реакции При ответе на этот вопрос следует иметь в виду, что в действительности возможны лишь те реакции, которые протекают самопроизвольно. Любая самопроизвольная реакция может служить источником работы. Эта работа характеризует тенденцию реакции к самопроизвольному протеканию и выход продуктов. Стремление данной реакции к самопроизвольному протеканию определяется химическим сродством реагирующих веществ друг к другу. Как уже отмечалось выше, мерой химического сродства является максимальная работа, которую данный процесс мог бы совершить. В этом случае максимальная работа Лмакс равна убыли энергии Гиббса, т. е. Л акс = —AG. Таким образом, мерой химического сродства является убыль энергии Гиббса. [c.46]

Направление н пределы самопроизвольного течения химических реакций. В соответствии с (IV. 19) и (IV.21) положительной максимальной работе АТ или отвечают отрицательные значения энергии Гельмгольца b.F и энергии Гиббса AG химических реакций. Иными словами, при постоянных температуре и давлении реакция протекает самопроизвольно в том направлении, которому отвечает убыль энергии Гиббса системы (G2самопроизвольного течения химической реакции при заданных р и Т является неравенство [c.102]

Это и есть уравнения Гиббса—Гельмгольца. Их можно записать в другой форме, заменяя приращения термодинамических потенциалов через максимальные работы и тепловые эффекты [c.59]

Следует подчеркнуть, что Qv и Qp относятся к полностью неравновесному процессу, в котором работа равна нулю. Отличная от нуля работа может быть получена в равновесном процессе. Оба процесса проводятся между одними и теми же начальным и конечным состояниями. Таким образом, уравнения Гиббса—Гельмгольца устанавливают связь между тепловыми эффектами неравновесных процессов и максимальными работами равновесных процессов. [c.60]

Разность химических потенциалов в соответствии с (VI. ) равна разности парциальных молярных энергий Гиббса и, следовательно, равна максимальной работе. Таким образом, соотношения ( 1.17) показывают, что коэффициент активности характеризует работу перенесения моля растворенного вещества из идеального раствора в реальный при постоянных температуре, давлении и концентрации. Левые части уравнений ( 1.17) неодинаковы (и правые, естественно, тоже), так как изменение химического потенциала, выражаемое этими уравнениями, относится к процессам перехода от идеального раствора к реальному при разных условиях при постоянной моляльности, постоянной молярности или постоянной молярной доле. В разбавленных растворах концентрации, выраженные в различных единицах, пропорциональны друг другу так же, как активности, и поэтому [c.103]

Зависимость максимальной работы химической реакции А от теплоты реакции (Эр при постоянном давленин выражается уравнением Гиббса — Гельмгольца [c.174]

Зависимость, связывающая максимальную работу с теплотой реакции при постоянном давлении, выражается уравнением Гиббса — Гельмгольца [c.140]

Следует упомянуть о наличии связи между теплотой сорбции и кинетикой протекания процесса. Для системы целлюлоза — вода и других аналогичных систем скорость процесса сорбции при низких относительных давлениях паров выше или во всяком случае не ниже, чем при средних и особенно высоких относительных давлениях. Вероятной причиной этого является высокое значение энергии взвимодействия и сродства воды к целлюлозе, что видно из рассмотрения характера изменения теплот сорбции и энергии Гиббса — максимальной работы изотермического процесса. [c.91]

Для 1 моль вещества, вступившего в реакцию, Q = пР, где п — число электронов, принимаемых или отдаваемых веществом (заряд иона) Е = 96485 Кл/моль — постоянная Фарадея, т.е. количество электричества, необходимое для выделения одного эквивалента вещества. Тогда максимальная работа химической реакции равна убыли энергии Гиббса [c.177]

Это означает, что прн постоянных давленип и температуре изменение функции Гиббса для данного процесса соответствует максимальной работе, которую. можно получить от системы, отличающейся от работы расширения (—гь с.тах=—ДО). Эта дополнительная работа называется полезной работой. [c.160]

Химическое сродство или движущая сила химической реакции определяется изменением свободной энергии системы, т. е. той части ее общего теплосодержания, которая может быть использована для совершения максимальной работы. Ее определяют при постоянных значениях Р к Т и называют энергией Гиббса, а в стандартных условиях (стр. 72) —стандартной энергией Гиббса , обозначая их соответственно символами АО и АО . Энергия Гиббса представляет собой сложную функцию, зависящую от изменения теплосодержания системы — АЯ нее энтропии. [c.83]

Рассмотрим общее термодинамическое соотношение, характеризующее адсорбционное равновесие. Пусть при температуре Т и равновесном давлении р количество адсорбированного вещества будет а. Если принять в качестве произвольно выбранного стандартного состояния для отсчета термодинамических функций адсорбата (энтальпии, энтропии, энергии Гиббса) состояние нормальной жидкой фазы адсорбтива при той же температуре, то максимальная работа А перехода 1 моль адсорбтива из объемной фазы на бесконечно большое количе-(.тво адсорбента выразится [c.141]

С другой стороны, стандартная энергия Гиббса (или свободная энергия реакции) равна взятой с обратным знаком максимальной работе (за вычетом работы расширения), которую может совершить система. В реакциях с переносом электрона (в изобарно-изотермических условиях) мерой изменения свободной энергии реакции является работа преодоления разности потенциалов, возникшей в электрохимической ячейке, составленной из двух окислительно-восстановительных пар. Если потенциал одной из пар выбран в качестве эталона и остается постоянным, то изменение свободной энергии системы (работа по передаче п электронов общим зарядом, равным постоянной Фарадея Р = = 9,6485-10 Кл/моль) пропорционально потенциалу второй окислительно-восстановительной пары [c.270]

К термодинамическим потенциалам относятся внутренняя энергия, энтальпия, свободная энергия при постоянных объеме и температуре (изохорно-изотермический потенциал Р) и свободная энергия при постоянных давлении и температуре (нзобарно-изотерми-ческир по генциал О — энергия Гиббса). Убыль термодинамических потенциалов в равновесном процессе, протекающем при постоянстве значений определенной пары термодинамических параметров (5 и у, 5 и р, Г и у, Г и р), равна максимальной работе, произведенной системой. При постоянных Т я V согласно (П.45) [c.60]

Измененйе энергии Гиббса АО является мерой химического сродства. Уменьшение ее выражает максимальную полезную, работу процесса при постоянном давлении, т. е. равно максимальной работе реакции за вычетом работы против внешнего Давлеиия. При отрицательном значении АО реакция идет слева направо, при положительном имеет место обратная реакция, при значении А0=0 наступает истинное химическое равновесие. [c.49]

Чтобы судить о возможности самопроизвольного протекания процессов только по изменению свойств самой системы, Г. Гельмгольц, Дж. Гиббс, П. Дюгем и др. разработали метод термодинамических потенциалов. Термодинамическим потенциалом называют максимальную работу, которую может совершить система при обратимом протекании процесса в данных условиях (см. раздел 7.4.1). Если в результате процесса система совершает работу, меньшую, чем максимальная, такой процесс может протекать самопроизвольно [c.378]

Энергия Гиббса равна максимальной работе, которую может совершить система при условии равновесного ведения изобарно-изотермического процесса. Однако во всех химических процессах, кроме электрохимических, никакой работы не совершается, поэтому она в большинстве случаев не может быть определена экспериментально, а обычно рассчитывается по тепловому эффекту реакции и изменению в ней энтропии. Для процесса, идущего при постоянной температуре, уравнение (188) можно записать в виде [c.381]

В химических процессах тоже есть свой потенциал. Подобно механическому (гравитационному) потенциалу он убывает в самопроизвольно протекающих процессах. Исчерпание движущей силы взаимодействия знаменуется достижением минимума этого потенциала. Так как мы условились рассматривать процессы при Р, Т = onst, то потенциал, являющийся движущей силой химических процессов, целесообразно назвать изобарно-изотермическим потенциалом, или, ради краткости, изобарным потенциалом. Его обозначают буквой G в честь американского ученого Гиббса, которому принадлежит разработка этого вопроса. Убыль этого потенциала тоже не зависит от пути процесса, от его химической траектории , и равна максимальной работе реакции за вычетом работы против внешнего давления (см. стр. 7) [c.45]

Ячейка для измерения электродного потенциала (рис. 121) — простейший пример электрохимического (гальванического) элемента. Э.д.с. этого элемента возникает за счет протекания окис-лительно-восстановительной реакции. Движущей силой химической реакции является убыль изобарно-изотермического потенциала, или свободной энергии Гиббса АО. С другой стороны, как следует из (VIII. 18), убыль свободной энергии Гиббса определяет максимальную работу химической реакции. Для реакции, осуществляемой в условиях гальванического элемента, работа А, производимая системой, равна A = IUt = QU, где / — сила тока в цепи и — падение напряжения I — время Q — количество электричества. [c.287]

В качестве меры реакционной способности химической системы в настоящее время принята убыль ее гиббсовой энергии, ожидаемая в рассматриваемом процессе и равная максимальной работе процесса И мако = —Чем больше эта убыль энергии Гиббса, тем значительнее отклонение системы от состояния равновесия и тем больше ее склонность к совершению рассматриваемого процесса, т. е. тем больше ее химическое сродство [c.135]

Это отношение выражает весьма интересный результат. Величина TAS представляет согласно второму закону (соотношение 111.9,6) теплоту равновесного процесса Сравн- Реакция (V.44) экзотермична, т.е. идет с выделением теплоты (AHj = — 22 430). Это тепловой эффект, определяемый в условиях полной неравновесности процесса, т. е. при отсутствии всех видов работ, кроме работы расширения (см. 5 гл. II). В условиях же равновесного проведения реакций и при совершении максимальной работы теплота не выделяется, а п о-глощается. И эта извне поглощаемая теплота превращается в работу. В результате максимальная полезная работа, совершаемая реакцией (V.44), по абсолютной величине больше теплового эффекта. Величины АНт и ТАЗт далеко не всегда различаются по знаку, но все-таки приведенный пример показывает возможные существенные различия в оценке сродства по тепловому эффекту и максимальной работе. Из соотношения (V.48) видно также, при каких условиях может оправдываться принцип Бертло — по-видимому, когда относительно мал энтропийный член TAS. Это может быть при малых изменениях энтропии в реакции, например при протекании ее в конденсированной фазе, т. е. с участием только твердых или жидких веществ, или при низких температурах.. Преобладание теплового эффекта над энтропийным членом может наблюдаться и при реакциях с участием газов, примером чего могут служить данные, приведенные в табл. 13. Уравнение (V.48) мы назвали уравнением Гиббса — Гельмгольца. В дополнение к нему можно добавить на основании (IV. 10) еще следующее уравнение [c.116]

Таким образом принцип Вертело, названный им принципом максимальной работы, вернее было бы назвать правилом максимальной теплоты. Несмотря на все недостатки и неудачное название, которое может только ввести в заблуждение, отрицать значение принципа Вертело безусловно нельзя. Он был первой серьезной попыткой дать количественную оценку сродства и способствовал накоплению обширного экспериментального материала, позволившего установить истинную меру химического сродства. Наконец, существенно то, что при очень низких температурах реакции протекают практически без изменения энтропии, т. е. принцип Вертело действительно оправдывает название принципа максимальной работы. Так, если при условии Р = onst соблюдается условие S = onst, то убыль энтальпии в соответствии с уравнением (V, 4) равна уменьшению энергии Гиббса. [c.382]

Значительное развитие теория возннкнонения новых фаз получила в работах М. Фольмера, И. Я. Френкеля, О. М. Тодеса, Я. Б. Зельдовича, Б. В. Дерягина [31—37]. Самопроизвольное протекание процессов фазовых переходов в дисперсных системах определяется изменением энергии Гиббса, под которой понимается максимальная работа системы. Она складывается из работы образования объема новой фазы Лоо н работы образования новой поверхности раздела фаз -4пов - [c.76]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология