آیا تغییر انرژی آزاد گیبس در فشار ثابت همیشه صفر است؟

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesamiرهام حسامی

محل اقامت: فعلا تهران قیطریه بلوار کتابی 8 متری صبا City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 1622

سپاس: 3160

جنسیت:

تماس:

آیا تغییر انرژی آزاد گیبس در فشار ثابت همیشه صفر است؟

پست توسط rohamjpl »

در فشار ثابت، که شرایط معمول برای واکنش های شیمیایی است، گرمای جذب شده/آزاد شده توسط سیستم، همان تغییر آنتالپی است. با توجه به معادله گیبس،
$\mathrm dG = \mathrm dH - T\,\mathrm dS = \mathrm dH - đq$
اما، dH=đq در فشار ثابت. بنابراین آیا تغییر انرژی گیبس dG برای هر واکنشی صفر است؟
من نوشتم
$\mathrm{d}G = \mathrm{d}H - T\,\mathrm{d}S = \mathrm{d}H - đq$
چندین مشکل در این مورد وجود دارد. من نمی‌خواهم پاسخ‌ها و نظرات دیگراعضای انجمن علمی هوپا را قبول نکنم، اما اجازه دهید این موارد را در اینجا ذکر کنم زیرا پاسخ من به عنوان پاسخ از نر خودم پذیرفتنی هست
من دمای ثابت را در نظر نگرفتم به این معنی که یک عبارت اضافی $-SdT$ وجود دارد $\sum_i \mu_i\,\mathrm{d}n_i$می‌شود.
در واقع، این ملاحظات (به ویژه مورد دوم) مهمتر از نکته اصلی من است که در ادامه ذکر شده است. . در بحث زیر باید دما و ترکیب را ثابت فرض کرد.
در برابری دوم، جایی که شما đq را با TdS یکسان می کنید، فرض بر این است که فرآیند برگشت پذیر است. بدون پرداختن به جزئیات زیاد (آنتروپی را می توان به راحتی در جاهای دیگر یافت)، با معادله زیر تعریف می شود:
$\mathrm{d}S = \frac{đq_\mathrm{rev}}{T}$
جایی که زیرنویس rev یک فرآیند برگشت پذیر را نشان می دهد. می توان نشان داد که برای یک فرآیند برگشت ناپذیر،
$\frac{đq_\mathrm{irrev}}{T} < \frac{đq_\mathrm{rev}}{T} = \mathrm{d}S$
این نتیجه قانون دوم ترمودینامیک است. بنابراین، برای یک فرآیند برگشت ناپذیر، $T\mathrm{d}S > đq$
من درست میگم در فشار ثابت dH=đq. با کنار هم گذاشتن همه اینها، داریم:
$\mathrm{d}G = \mathrm{d}H - T\mathrm{d}S = đq - T\mathrm{d}S < 0 \qquad \text{(irrev. process; closed system; }p, T\text{ const.)}$(فرآیند نامتقابل؛ سیستم بسته؛ p,T ثابت.)
بنابراین، پاسخ مستقیم به این سوال این است: dG، به طور کلی، برابر با 0 نیست زیرا $T\mathrm{d}S \neq đq$
در واقع، ممکن است متوجه شوید که شرط dG<0 شرط خودانگیختگی تحت ثابت p و T است. این تصادفی نیست. مفاهیم خودانگیختگی (در زمینه G) و برگشت ناپذیری (در زمینه S) بسیار مشابه هستند، زیرا هر دو به تمایل یک فرآیند اشاره دارند.
برای یک فرآیند برگشت پذیر، TdS=đq. طبق منطقی که در سوال خود استفاده کردید، یعنی dG=0 که درست است. اگر dG=0 باشد، روند رو به جلو نمی تواند خود به خود باشد (که به dG<0 نیاز دارد) و فرآیند معکوس نمی تواند خود به خود باشد (که به dG>0 نیاز دارد).
این فقط می تواند یک چیز داشته باشد: سیستم در تعادل است. در واقع، شرط تعادل در ثابت p و T dG=0 است. و در این مرحله، نباید تعجب برانگیز باشد که یک فرآیند برگشت پذیر، طبق تعریف، فرآیندی است که در سراسر آن تعادل دارد.
پاسخ پذیرفته شده نادرست است. ربطی به برگشت پذیری ندارد. مشکل اصلی این است که dG شما ناقص است:
$dG = dH - TdS - SdT$
شما $-SdT$ را از دست داده‌اید، بنابراین در فشار ثابت به صفر نمی‌رسید.
$dH = TdS + Vdp + \sum_i \mu_i \cdot dn_i$
بنابراین، به این نتیجه می رسید:
$dG = Vdp - SdT + \sum_i \mu_i \cdot dn_i$
پتانسیل های شیمیایی μi تغییر انرژی گیبس را هنگامی که ذره ای حذف یا اضافه می شود، توصیف می کند، به عنوان مثال. توسط واکنش های شیمیایی
نکته خوب در مورد انرژی گیبس این است که در فشار و دمای ثابت، فقط باید نگران پتانسیل های شیمیایی، یعنی واکنش شیمیایی باشید:
$dG = \sum_i \mu_i \cdot dn_i$
..hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth
semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضاتصویر
تصویر

ارسال پست