自由能又叫吉布斯函数吉布斯自由能公式,是热力学中一个重要的参量,常用 G 表示,它的定义是:
G = U TS + pV = H TS
其中 U 是系统的内能,T 是温度,S 是熵,p 是压强,V 是体积,H 是焓。
吉布斯自由能的微分形式是:
dG = SdT + Vdp + μdn
其中μ是化学势。
吉布斯自由能的物理含义是在等温等压过程中,除体积变化所做的功以外,从系统所能获得的最大功。换句话说,在等温等压过程中,除体积变化所做的功以外,系统对外界所做的功只能等于或者小于吉布斯自由能的减小。数学表示是:
如果没有体积变化所做的功,即 W=0,上式化为:
也就是说,在等温等压过程前后,吉布斯自由能不可能增加。如果发生的是不可逆过程,反应总是朝着吉布斯自由能减少的方向进行。
特别地,吉布斯自由能是一个广延量,单位摩尔物质的吉布斯自由能就是化学势μ。
吉布斯自由能在化学热力学中为判断过程进行的方向而引入的热力学函数。又称自由焓、吉布斯自由能或自由能。
自由能指的是在某一个热力学过程中,系统减少的内能中可以转化为对外做功的部分。自由能(free energy)在物理化学中,按照亥姆霍兹的定容自由能F与吉布斯的定压自由能G的定义。吉布斯自由能是自由能的一种。
吉布斯自由能又叫吉布斯函数,(英Gibbs free energy,Gibbs energy or Gibbs function; also known as free enthalpy)是热力学中一个重要的参量,常用G表示,它的定义是:G = U TS + pV = H TS,
其中U是系统的内能,T是温度(绝对温度,K),S是熵,p是压强,V是体积,H是焓。
扩展资料
吉布斯自由能的生物学意义:
在等温等压过程中,系统吉布斯自由能的减少等于除去体积膨胀功以外,系统对外界所作的功。根据功能原理容易理解,系统的吉布斯自由能是指系统总能量中能作除膨胀功以外的其他有用功的那部分能量。
由于生命体系中发生的绝大多数过程(化学反应过程、生理过程等等)都是在等温等压下进行的,因此,对生命体系而言,吉布斯自由能就是生命体系在等温等压条件下维持正常运转所需要的最小能量。
由于生命体系内发生的过程大都是等温等压过程,因此,吉布斯自由能的这一功能对于生命过程也具有实际意义。在生命体系中,为了保证某一过程能够自发进行,常常进化出一些偶联反应,通过反应之间的偶联满足ΔG
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