Дәріс №4 Сабақтың тақырыбы : Гиббс теңдеуі бойынша сұйықтық газ шекарасындағы

тепе-теңдік. Гельмгольц және Гибсс энергиялары

ұсынды. Ол қос электр қабатын сұйық
ерітінді ішінде беткі қабаты қарама-қарсы
зарядталып,

бірінен-бірі молекулалық өлшемде
(қашықтықта) орналасқан параллель жазық
конденсатор ретінде қарастырды.

аталады, бұрын изобарлы изотермиялық потенциал деп аталған, ал медицинада еркін

энергия деп аталады, негізінде тұрақты қысымдағы еркін энергия деп атау керек. Себебі химиялық термодинамикада еркін энергия болып,

Ғ = U ­ ТS. Бұл энергия тұрақты көлемде жүретін

процестерді сипаттайды, оның Гиббс энергиясынан рV мөлшеріне айырмашылығы бар :
G = Ғ + рV
G ­ тұрақты қысымдағы еркін энергия.
Ғ ­ тұрақты көлемдегі еркін энергия.

және Гельмгольц
энергияларының температураға тәуелділігін
фундаментал теңдеу көмегімен:
dF=-SdT-pdV; dG=-SdT+Vdp
немесе

Гиббс – Гельмгольц теңдеуінің кӛмегімен
анықтауға болады:

интегралдау үшін жүйенің жылу сыйымдылығымен анықталатын энтропияның температуралық тәуелділігін білу

қажет.

Тұрақты температурада Гиббс және
Гельмгольц энергияларының қысым мен
көлемге тәуелділігін туындыларды интеграл
дау

арқылы анықтауға болады:



Бұл тәуелділікті қарастыру үшін фазаның күй
теңдеуін білу қажет. Идеал газ үшін:

F және G
функцияларының ӛзгеруін есептеуді бірнеше әдістермен
жүргізуге болады.
І. Анықтама

бойынша . Егер реакция ӛнімдері мен бастапқы заттар бірдей температурада болса,

химиялық реакцияның Гиббс энергиясының өзгеруі

Стандартты жағдайда

ӛнімдердің түзілуінің стандартты Гиббс энергиясын қолданып, есептеуге болады:

Идеал газдардың арасындағы химиялық реакциялардың Гельмгольц энергиясының ӛзгеруі Гиббс энергиясымен байланысты:

мұндағы – реакция барысында газтәрізді заттардың мольдерінің мӛлшерінің өзгеруі. Аз қысымда, конденсацияланған фазадағы реакциялар үшін

екіжақты (а) және шекаралық (б) экстремумдар

процестер орындалады.
Тұрақты қысым мен температурада жүретін химиялық процестердің еркін энергиясының

өзгерісі ∆G бастапқы заттар мен түзілген өнімдердің құрамына және күйіне тәуелді болады, бірақ процестің жүру әдісіне байланысты болмайды және мына теңдеу бойынша есептеледі :
∆G = ∑ ∆G т.з. ­ ∑ ∆Gб.з.

бағытын кӛрсетуге болатындығы. Мысалы, егер процесс тұрақты температура мен қысымда

жүрсе, термодинамиканың екінші заңын ӛрнектейтін теңсіздігі теңсіздігіне эквивалентті, мұндағы теңдік белгісі қайтымды процестерге, ал теңсіздік белгісі – қайтымсыз процестерге қатысты. Сондықтан тұрақты температура мен қысымда жүретін қайтымсыз процестерде Гиббс энергиясы әрқашанда азаяды. Гиббс энергиясының минимумы жүйенің тепе-теңдік күйіне сәйкес келеді. Сондай-ақ, қайтымсыз процестердегі кез-келген термодинамикалық потенциал табиғи айнымалы тұрақтысында азаяды және тепе-тең дікте минимумға жетеді: