قوانين الديناميكا الحرارية Laws of thermodynamics

القانون الثاني للديناميكا الحرارية The Second Law of Thermodynamics

طاقة جيبس الحرة أو الطاقة الحرة Gibbs Free Energy

لكن DS الكلية = DS للجوار + DS للنظام

وبضرب طرفي المعادلة في (T)

TDS الكلية = - DH + TDS

              = - (DH - TDS) 

ونعلم أنه حتى يكون التغير آنياً يجب أن تكون DS الكلية كمية موجبة ، وحتى يتحقق ذلك يجب أن تكون الكمية DH - TDS كمية سالبة . وبناءً على كل ما سبق أدخل جيبس تابع حالة جديد (كالأنثالبي والأنتروبي يعتمد على الحالة الابتدائية والحالة النهائية) أسماه الطاقة الحرة (وسنرمز لها بالرمز G وهو الحرف الأول من اسم Gibbs) وربطها رياضياً كما يلي:     G = H – TS

DG = DH – T D S   بأخذ التفاضل ، للطرفين حيث T ثابتة

لاحظ أن T D S الكلية = - D G 

إذن حتى يكون التغير آنياً يجب أن تكون DG سالبة .  

وكما هو الحال مع المحتوى الحراري والقصور الحراري فإن الطاقة الحرة النظامية هي تلك المقاسة عند درجة حرارة 298^◦ مطلقة وضغط جوي نظامي . وقد اعتمد العلماء نفس المبدأ الذي اعتمدوه في قياس المحتوى الحراري وهو اعتبار الطاقة الحرة النظامية للعنصر = صفراً .

أهمية ومزايا علاقة جيبس

1- أهم ما يميز هذه العلاقة هو أن متغيراتها خاصة بالنظام فقط ولا تدخل الجوار في العمليات الحسابية مما يجعل أمرها سهلاً .  

2- العلاقة تجمع بين المحتوى الحراري والقصور الحراري ودرجة الحرارة وهي العوامل الأساسية في تحديد الاتجاه الذي يسير فيه التفاعل .

 رجوع