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1、吉布斯系列班级：暖通10姓名：李万新学号:120103709014摘要：关键字：吉布斯函数、范特霍夫等温方程.吉布斯自由能与爛和熔、吉布斯自由能与平衡常数、吉布斯自由能与电化学一、吉布斯函数吉布斯函数(Gibbsfunction),系统的热力学函数之一。又称热力势.自由焙.吉布斯自由能等。符号G,定义为：G=H-TS式中H、T、S分别为系统的焙.热力学温度(开尔文温度K)和爛。吉布斯函数是系统的广延性质，具有能量的量纲。由于H,S,T都是状态函数，因而G也必然是一个状态函数。当体系发生变化时，G也随之变化。其改变值△©,称为体系的吉布斯自由能变，只取决于变化的始态与终态
2、，而与变化的途径无关：二G终一G始按照吉布斯自由能的定义，可以推出当体系从状态1变化到状态2时,体系的吉布斯自由能变为：aG=G2-G1=aH-△仃S)对于等温条件下的反应而言，有T2二T仁T上式称为吉布斯■亥姆霍兹公式(亦称吉布斯等温方程)。由此可以看出，0G包含了M和2的因素，若用2作为自发反应方向的判据时,实质包含了和aS两方面的影响，即同时考虑到推动化学反应的两个主要因素。因而用△G作判据更为全面可靠。而且只要是在等温、等压条件下发生的反应，都可用作为反应方向性的判据，而大部分化学反应都可归入到这一范畴中，因而用AG作为判别化学反应方向性的判据是很方便可行的。如
3、果一个封闭系统经历一个等温定压过程，则有:AGMVW(2)式中AG为此过程系统的吉布斯函数的变化值，VW为该过程中的非体积功，不等号表示该过程为不可逆过程，等号表示该过程为可逆过程。式(2)表明，在等温定压过程中,一个封闭系统吉布斯函数的减少值等于该系统在此过程中所能做的最大非体积功。如果一个封闭系统经历一个等温定压且无非体积功的过程,则根据式(2)可得：△GMO(3)式(3)表明，在封闭系统中，等温定压且不作非体积功的过程总是自动地向着系统的吉布斯函数减小的方向进行，直到系统的吉布斯函数达到一个最小值为止。因此,在上述条件下，系统吉布斯函数的变化可以作为过程方向和限度
4、的判断依据，尤其是在相平衡及化学平衡的热力学研究中,吉布斯函数是一个极其有用的热力学函数。生成吉布斯自由能由于自由能的绝对值很难求出，同时它又是一个状态函数，所以实际应用时，就采用各种物质与稳定单质的相对值，即生成吉布斯自由能，全称标准摩尔生成吉布斯自由能变。它是由处于标准状况下的稳定单质成一摩尔标准状况下的化合物的吉布斯自由能变,用符号表示。通过生成吉布斯自由能，我们能算出标准反应自由能。标准反应自由能是指在标准状况下，标况下的反应物生成标况下的生成物所需要的能量变化，即用生成物的生成吉布斯自由能与各自的化学计量数相乘后减去的反应物的生成吉布斯自由能与各自的化学计■系
5、数相乘后的乘积。常用符号AG表示。对于一般反应：aA+bB它的标准反应自由能=G[c(C)+d(D)]-G[a(A)+b(B)]一般化学教科书和化学手册中都列出常见物质的生成吉布斯自由能（同时还会列出生成焙和标准爛），用时直接査表便可。%1.范特霍夫等温公式吉布斯自由能随温度和压强变化很大。为了求出非标准状况下的吉布斯自由能,可以使用范特霍夫等温公式:.AG=AG0+RTInJ其中，AG。是同一温度.标准压强下的吉布斯自由能，R是气体常数，J是反应爛。温度的变化在AG。的使用上表现出来,不同的温度使用不同的AG%非标准状况的AG®需要通过定义式（即吉布斯等温公式）计算
6、。压强或浓度的变化在J的表达上表现出来。%1.吉布斯自由能与爛和焙热力学第二定律告诉我们自发反应使得宇宙爛增,即ASunlv>Oo又因为ASuniv=ASsys+ASsurr,所以为了考察ASuniv的符号,我们必须在系统中引用另外一个热力学函数来决定反应是否会又为所以当不等式两边同时乘以・T后，原式变为:因此当卜Hsys-7AS®sV0时，反应自发进行。为了更直接的表示一个反应是否为自发反应，必须引进吉布斯自由能。G=H-TS其中H是焙，T是系统的绝对温度，S是爛，因此G也是一个状态函数。要注意到的是，H和TS的单位必须一致。此，我们仅用考虑系统内的能■变化，就可以讨
7、论反应是否发进行，而不用去考虑宇宙的其他部分。AG=AH-TAS.AG<0,表明反应在正方向上是自发进行的。.AG=0,表明反应处于平衡状态。AG>0,表明反应是反方向的自发反应，在相变中，即温度等于物质的熔点或沸点,系统是处于平衡状态,也就是说AG=Oo据此可算出一个物质熔化或蒸发的爛变。%1.吉布斯自由能与平衡常数在等温等压反应中，如果吉布斯自由能为负，则正反应为自发,反之则逆反应自发。如果为0,则反应处于平衡状态。此时，根据范特霍夫等温公式，HG二+RTlnJ,J变成平衡常数，于是有：•AGG二・RTInK要注意，使用范特霍夫等温
