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Énergie libre de Gibbs
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L'énergie libre de Gibbs représente la partie de l'enthalpie d'un système qui est disponible pour effectuer un travail.
ID:(885, 0)
Mécanismes
Concept
L'énergie libre de Gibbs est un potentiel thermodynamique qui représente la quantité maximale de travail qu'un système peut effectuer à température et pression constantes. Elle quantifie le travail maximal utilisable, excluant le travail effectué par les changements de pression-volume, qu'un système peut réaliser en passant d'un état à un autre sous ces conditions.
Le changement de l'énergie libre de Gibbs pendant un processus indique si le processus est spontané. Une diminution de l'énergie libre de Gibbs signifie que le processus est spontané, tandis qu'une augmentation signifie que le processus n'est pas spontané. Lorsque le changement est nul, le système est en équilibre. À l'équilibre, l'énergie libre de Gibbs du système est minimisée, ce qui aide à déterminer la position d'équilibre des réactions chimiques et la stabilité des différentes phases.
L'énergie libre de Gibbs est également utilisée pour analyser les transitions de phase, telles que la fusion, l'ébullition et la sublimation, à température et pression constantes. Le point auquel l'énergie libre de Gibbs des différentes phases devient égale marque la transition de phase. Ce principe est fondamental pour comprendre et prédire le comportement des substances dans diverses conditions.
ID:(15270, 0)
Énergie libre de Gibbs
Concept
A énergie libre de Gibbs ($G$) fait référence à l'énergie contenue dans un système, incluant l'énergie requise pour sa formation, mais exclut l'énergie qui ne peut pas être utilisée pour effectuer un travail. Dans ce sens, il représente l'énergie disponible pour effectuer un travail dans un processus qui inclut l'énergie nécessaire à sa formation. Il est composé, par conséquent, de a enthalpie ($H$), dont l'énergie thermique $ST$, où A entropie ($S$) et a température absolue ($T$) sont impliqués, est soustraite.
Cette fonction dépend de a température absolue ($T$) et de a pression ($p$), ce qui permet de l'exprimer comme $G = G(T,p)$, et elle satisfait la relation mathématique suivante :
| $ G = H - T S $ |
[1] "On the Equilibrium of Heterogeneous Substances" (Sur l'Équilibre des Substances Hétérogènes), J. Willard Gibbs, Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences. 3: 108-248. (Octobre 1875 Mai 1876) [2] "On the Equilibrium of Heterogeneous Substances" (Sur l'Équilibre des Substances Hétérogènes), J. Willard Gibbs, Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences. 3: 343-524. (Mai 1877 Juillet 1878)
ID:(217, 0)
Énergie libre de Gibbs et équation d'état à pression constante
Concept
Le différentiel d'énergie libre de Gibbs ($dG$) est une fonction des variations de a température absolue ($T$) et a pression ($p$), ainsi que des pentes a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la température à pression constante ($DG_{T,p}$) et a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la pression à température constante ($DG_{p,T}$), exprimée comme :
| $ dG = DG_{T,p} dT + DG_{p,T} dp $ |
En comparant cela avec l'équation de ERROR:5402 :
| $ dG =- S dT + V dp $ |
et avec la première loi de la thermodynamique, il en résulte que a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la température à pression constante ($DG_{T,p}$) est égal à moins a entropie ($S$) :
| $ DG_{T,p} =- S $ |
ID:(578, 0)
Énergie libre de Gibbs et équation d'état à température constante
Concept
Le différentiel d'énergie libre de Gibbs ($dG$) est une fonction des variations de a température absolue ($T$) et a pression ($p$), ainsi que des pentes a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la température à pression constante ($DG_{T,p}$) et a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la pression à température constante ($DG_{p,T}$), exprimée comme suit :
| $ dG = DG_{T,p} dT + DG_{p,T} dp $ |
En comparant cela avec l'équation de ERROR:5402 :
| $ dG =- S dT + V dp $ |
et avec la première loi de la thermodynamique, il en résulte que a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la pression à température constante ($DG_{p,T}$) est égal à Le volume ($V$) :
| $ DG_{p,T} = V $ |
ID:(577, 0)
Différentiel d'énergie libre de Gibbs
Concept
A énergie libre de Gibbs ($G$) explique comment cela réagit aux variations de a température absolue ($T$) et de a pression ($p$), exprimé comme suit :
Quand a température absolue ($T$) varie, une pente positive égale à A entropie ($S$) est observée.
Quand a pression ($p$) varie, une pente négative égale à Le volume ($V$) est produite.
ID:(579, 0)
L'énergie libre de Gibbs et sa relation de Maxwell
Concept
Étant donné que le différentiel d'énergie libre de Gibbs ($dG$) est un différentiel exact, cela implique que a énergie libre de Gibbs ($G$) par rapport à A température absolue ($T$) et a pression ($p$) doit être indépendant de l'ordre dans lequel la fonction est dérivée :
$D(DG_{T,p}){p,T}=D(DG{p,T})_{T,p}$
En utilisant la relation pour la pente a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la pression à température constante ($DG_{p,T}$) par rapport à Le volume ($V$)
| $ DG_{p,T} = V $ |
et la relation pour la pente a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la température à pression constante ($DG_{T,p}$) par rapport à A entropie ($S$)
| $ DG_{T,p} =- S $ |
nous pouvons conclure que :
| $ DS_{p,T} = -DV_{T,p} $ |
ID:(15746, 0)
Énergie libre de Gibbs
Modèle
L'énergie libre de Gibbs représente la partie de l'enthalpie d'un système qui est disponible pour effectuer un travail.
Variables
Calculs
à 
,
puis, sélectionnez la variable: 
à 
Calculs
Variable
Donnée
Calculer
Cible :
Équation
À utiliser
Équations
Si a température absolue ($T$) et a pression ($p$) sont maintenus constants, a variation de l'énergie interne ($dU$), qui d pend de a variation d'entropie ($dS$) et a variation de volume ($\Delta V$), s'exprime comme suit :
| $ dU = T dS - p dV $ |
En int grant cela, on obtient l'expression suivante en termes de a énergie interne ($U$), a entropie ($S$) et le volume ($V$) :
| $ U = T S - p V $ |
(ID 3472)
A énergie libre de Gibbs ($G$) avec a énergie interne ($U$), a entropie ($S$), a température absolue ($T$), a pression ($p$) et le volume ($V$) est repr sent comme suit :
| $ G = U - S T + p V $ |
Et avec la substitution de a énergie interne ($U$),
| $ U = T S - p V $ |
Nous obtenons :
| $ G = 0$ |
(ID 3478)
A énergie libre de Gibbs ($G$) en fonction de a enthalpie ($H$), a entropie ($S$), et a température absolue ($T$) s'exprime comme suit :
| $ G = H - T S $ |
La valeur de le différentiel d'énergie libre de Gibbs ($dG$) est d termin e en utilisant le différentiel d'enthalpie ($dH$), a variation de température ($dT$), et a variation d'entropie ($dS$) travers l' quation :
$dG=dH-SdT-TdS$
Puisque le différentiel d'enthalpie ($dH$) est li le volume ($V$) et a variation de pression ($dp$) comme suit :
| $ dH = T dS + V dp $ |
Il s'ensuit que le différentiel d'enthalpie ($dH$), a variation d'entropie ($dS$), et a variation de pression ($dp$) sont interconnect s de la mani re suivante :
| $ dG =- S dT + V dp $ |
(ID 3541)
(ID 3542)
Le différentiel d'énergie libre de Gibbs ($dG$) est une fonction des variations de a température absolue ($T$) et a pression ($p$), ainsi que des pentes a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la température à pression constante ($DG_{T,p}$) et a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la pression à température constante ($DG_{p,T}$), exprim e comme :
| $ dG = DG_{T,p} dT + DG_{p,T} dp $ |
En comparant cela avec l' quation de ERROR:5402 :
| $ dG =- S dT + V dp $ |
et avec la premi re loi de la thermodynamique, il en r sulte que a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la température à pression constante ($DG_{T,p}$) est gal moins a entropie ($S$) :
| $ DG_{T,p} =- S $ |
(ID 3552)
Le différentiel d'énergie libre de Gibbs ($dG$) est une fonction des variations de a température absolue ($T$) et a pression ($p$), ainsi que des pentes a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la température à pression constante ($DG_{T,p}$) et a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la pression à température constante ($DG_{p,T}$), exprim e comme suit :
| $ dG = DG_{T,p} dT + DG_{p,T} dp $ |
En comparant cela avec l' quation de ERROR:5402 :
| $ dG =- S dT + V dp $ |
et avec la premi re loi de la thermodynamique, il en r sulte que a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la pression à température constante ($DG_{p,T}$) est gal le volume ($V$) :
| $ DG_{p,T} = V $ |
(ID 3553)
tant donn que le différentiel d'énergie libre de Gibbs ($dG$) est un diff rentiel exact, cela implique que a énergie libre de Gibbs ($G$) par rapport a température absolue ($T$) et a pression ($p$) doit tre ind pendant de l'ordre dans lequel la fonction est d riv e :
$D(DG_{T,p}){p,T}=D(DG{p,T})_{T,p}$
En utilisant la relation pour la pente a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la pression à température constante ($DG_{p,T}$) par rapport le volume ($V$)
| $ DG_{p,T} = V $ |
et la relation pour la pente a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la température à pression constante ($DG_{T,p}$) par rapport a entropie ($S$)
| $ DG_{T,p} =- S $ |
nous pouvons conclure que :
| $ DS_{p,T} = -DV_{T,p} $ |
(ID 3557)
Dado que a énergie libre de Gibbs ($G$) depende de a température absolue ($T$) e a pression ($p$), ERROR:5402 pode ser calculado por meio de:
$dG = \left(\displaystyle\frac{\partial G}{\partial T}\right)_p dT + \left(\displaystyle\frac{\partial G}{\partial p}\right)_T dp$
Para simplificar a escrita dessa express o, introduzimos a nota o para a derivada de a énergie libre de Gibbs ($G$) em rela o a a température absolue ($T$) com a pression ($p$) constante como:
$DG_{T,p} \equiv \left(\displaystyle\frac{\partial G}{\partial T}\right)_p$
e para a derivada de a énergie libre de Gibbs ($G$) em rela o a a pression ($p$) com a température absolue ($T$) constante como:
$DG_{p,T} \equiv \left(\displaystyle\frac{\partial G}{\partial p}\right)_T$
portanto, podemos escrever:
| $ dG = DG_{T,p} dT + DG_{p,T} dp $ |
(ID 8188)
Exemples
L' nergie libre de Gibbs est un potentiel thermodynamique qui repr sente la quantit maximale de travail qu'un syst me peut effectuer temp rature et pression constantes. Elle quantifie le travail maximal utilisable, excluant le travail effectu par les changements de pression-volume, qu'un syst me peut r aliser en passant d'un tat un autre sous ces conditions.
Le changement de l' nergie libre de Gibbs pendant un processus indique si le processus est spontan . Une diminution de l' nergie libre de Gibbs signifie que le processus est spontan , tandis qu'une augmentation signifie que le processus n'est pas spontan . Lorsque le changement est nul, le syst me est en quilibre. l' quilibre, l' nergie libre de Gibbs du syst me est minimis e, ce qui aide d terminer la position d' quilibre des r actions chimiques et la stabilit des diff rentes phases.
L' nergie libre de Gibbs est galement utilis e pour analyser les transitions de phase, telles que la fusion, l' bullition et la sublimation, temp rature et pression constantes. Le point auquel l' nergie libre de Gibbs des diff rentes phases devient gale marque la transition de phase. Ce principe est fondamental pour comprendre et pr dire le comportement des substances dans diverses conditions.
(ID 15270)
A énergie libre de Gibbs ($G$) fait r f rence l' nergie contenue dans un syst me, incluant l' nergie requise pour sa formation, mais exclut l' nergie qui ne peut pas tre utilis e pour effectuer un travail. Dans ce sens, il repr sente l' nergie disponible pour effectuer un travail dans un processus qui inclut l' nergie n cessaire sa formation. Il est compos , par cons quent, de a enthalpie ($H$), dont l' nergie thermique $ST$, o a entropie ($S$) et a température absolue ($T$) sont impliqu s, est soustraite.
Cette fonction d pend de a température absolue ($T$) et de a pression ($p$), ce qui permet de l'exprimer comme $G = G(T,p)$, et elle satisfait la relation math matique suivante :
| $ G = H - T S $ |
[1] "On the Equilibrium of Heterogeneous Substances" (Sur l' quilibre des Substances H t rog nes), J. Willard Gibbs, Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences. 3: 108-248. (Octobre 1875 Mai 1876) [2] "On the Equilibrium of Heterogeneous Substances" (Sur l' quilibre des Substances H t rog nes), J. Willard Gibbs, Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences. 3: 343-524. (Mai 1877 Juillet 1878)
(ID 217)
Le différentiel d'énergie libre de Gibbs ($dG$) est une fonction des variations de a température absolue ($T$) et a pression ($p$), ainsi que des pentes a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la température à pression constante ($DG_{T,p}$) et a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la pression à température constante ($DG_{p,T}$), exprim e comme :
| $ dG = DG_{T,p} dT + DG_{p,T} dp $ |
En comparant cela avec l' quation de ERROR:5402 :
| $ dG =- S dT + V dp $ |
et avec la premi re loi de la thermodynamique, il en r sulte que a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la température à pression constante ($DG_{T,p}$) est gal moins a entropie ($S$) :
| $ DG_{T,p} =- S $ |
(ID 578)
Le différentiel d'énergie libre de Gibbs ($dG$) est une fonction des variations de a température absolue ($T$) et a pression ($p$), ainsi que des pentes a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la température à pression constante ($DG_{T,p}$) et a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la pression à température constante ($DG_{p,T}$), exprim e comme suit :
| $ dG = DG_{T,p} dT + DG_{p,T} dp $ |
En comparant cela avec l' quation de ERROR:5402 :
| $ dG =- S dT + V dp $ |
et avec la premi re loi de la thermodynamique, il en r sulte que a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la pression à température constante ($DG_{p,T}$) est gal le volume ($V$) :
| $ DG_{p,T} = V $ |
(ID 577)
A énergie libre de Gibbs ($G$) explique comment cela r agit aux variations de a température absolue ($T$) et de a pression ($p$), exprim comme suit :
Quand a température absolue ($T$) varie, une pente positive gale a entropie ($S$) est observ e.
Quand a pression ($p$) varie, une pente n gative gale le volume ($V$) est produite.
(ID 579)
tant donn que le différentiel d'énergie libre de Gibbs ($dG$) est un diff rentiel exact, cela implique que a énergie libre de Gibbs ($G$) par rapport a température absolue ($T$) et a pression ($p$) doit tre ind pendant de l'ordre dans lequel la fonction est d riv e :
$D(DG_{T,p}){p,T}=D(DG{p,T})_{T,p}$
En utilisant la relation pour la pente a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la pression à température constante ($DG_{p,T}$) par rapport le volume ($V$)
| $ DG_{p,T} = V $ |
et la relation pour la pente a dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs par rapport à la température à pression constante ($DG_{T,p}$) par rapport a entropie ($S$)
| $ DG_{T,p} =- S $ |
nous pouvons conclure que :
| $ DS_{p,T} = -DV_{T,p} $ |
(ID 15746)
(ID 15329)
ID:(885, 0)