چرا تغییر در انرژی آزاد گیبس صفر نیست؟

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami رهام 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: 1848

سپاس: 3349

جنسیت:

تماس:

چرا تغییر در انرژی آزاد گیبس صفر نیست؟

پست توسط rohamjpl »

تغییر در آنتالپی سیستم برابر است با دمای آن ضرب در تغییر آنتروپی آن (چنانچه تغییر آنتالپی برابر است با گرمای جذب شده / در فشار ثابت و تغییر در آنتروپی گرما جذب شده / حاصل تقسیم بر دمای آن است). بنابراین، از طریق معادله انرژی آزاد گیبس، تغییر در انرژی آزاد گیبس باید صفر باشد؟
تغییر در انرژی آزاد گیبس برای یک سیستم بسته توسط:
$ΔG=ΔH−TΔS$
آنچه شما توضیح می دهید این است:
$ΔH=TΔS$
که فقط برای سیستم های در حالت تعادل صادق است، یا زمانی که ΔG=0 است
توضیح اینکه چرا این درست است کمی دشوار است. اساساً شکلی از نابرابری کلازیوس در دما و فشار ثابت است. نابرابری کلازیوس در واقع فقط بیانیه ای از قانون دوم ترمودینامیک است و می گوید که در بهترین حالت، برای هر فرآیند ممکن می توانید یک تغییر در آنتروپی جهان صفر داشته باشید و معمولاً این یک تغییر مثبت خواهد بود. از منظر سیستم می توانید به صورت زیر بنویسید:
$\Delta S \ge \oint \frac{dQ}{T}$
که اساساً فقط می گوید که تغییر آنتروپی سیستم برابر یا بیشتر از مجموع تغییرات آنتروپی منفی بقیه جهان است، برای هر مرحله در یک چرخه بسته.
اگر آن را در دمای ثابت ادغام کنید، دریافت خواهید کرد
$\Delta S \ge \frac{\Delta Q}{T}$
در فشار ثابت (و در غیاب کار غیر انبساط) ΔQ=ΔH، بنابراین می توانیم بنویسیم:
$\Delta S \ge \frac{\Delta H}{T}$
... و کمی بازآرایی می دهد:
$\Delta H - T \Delta S \leq 0$
بنابراین این می گوید که هر فرآیندی که می تواند به خودی خود اتفاق بیفتد (بدون اضافه کردن کار یا گرما به آن) از این نابرابری پیروی می کند. دانستن این یک چیز بسیار مفید است، بنابراین اجازه می دهیم
$ΔG=ΔH−TΔS$
تا راه آسان تری برای صحبت در مورد آن به ما ارائه دهد. اگر ΔG منفی باشد، فرآیندها (به خودی خود) اتفاق می‌افتند، اگر مثبت باشد اتفاق نمی‌افتند و وقتی در حالت تعادل هستند، ΔG صفر خواهد بود.
اگر معادله دوم ترمودینامیک خوب باشد، dH-dST بزرگتر یا مساوی صفر است. یک سیستم به دلیل انرژی درونی یک سیستم، نیروهای جاذبه بین مولکولی و همچنین به دلیل اینکه سیستم های پایدار دارای حداقل انرژی (انرژی فرمی) و نیروهای صفر هستند، نمی تواند آنتروپی منفی داشته باشد. وقتی ساختار اتمی اتم‌ها بین نیروهای جاذبه کوانتومی و نیروهای دافعه بین اتم‌ها را تحلیل می‌کنیم، توضیح بیشتری می‌توان ارائه داد. بنابراین انرژی آزاد شده هنگام حرکت یک مولکول از یک ناحیه با پتانسیل شیمیایی بالا به ناحیه پایین تر برای انتقال فاز همزمان یکسان است اما انرژی دو سیستم هرگز به صفر نمی رسد.hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth
semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضاتصویر smile260 smile260 smile261 smile072
تصویر

ارسال پست