15 Закрытые системы изотермо-изобарные процессы свободная энергия Гиббса для обратимых и необратимых процессов

Для изолир системы изменения энтропии сопровождает процесс позволяет предсказать будет реакция обратимой или наоборот эти критерии не могут быть использованные для закрытых системах где водиться новая термодинамическая функция свободная энергия Гиббса

Закрытая система обратимый процесс

Необратимый процесс Qобр-TDS=0

Qнеобр-TDS<0 p=const

P=const DH-TDS=0

DH-TDS<0

H-TS=G - энергия Гиббса

Для процесса протекающего в системе изменения энергии Гиббса

DG=DH-TDS

Энергия Гиббса получило название изобарно- изотермич потенциал т к равенство выполняется при p=const и t=const сопоставляя послед уравнения для обратим процесов

DG=0 для необратим DG<0

Свободная энергия и направление

химической реакции

для определения термодин возможностей изотерма изобар процесса в закрытой системе следовательно опирается на изменение энергии Гиббса

DG=DH-TDS

По знаку энергия Гиббса все изотермо-изоборные процессы подразделяются на 3 группы

1 экзэрганические DG<0-самопроизвольные процессы 2 обратимые DG=0-пограничные положение 3 эндергоничные DG>0-не идут самопроизвольно т к энергия Гиббса является энергия т к определяется работоспособностью соответствующего процесса ее изменение DG численно равно max полезной работе которая могла бы быть совершена в ходе изотерма- изобарному процессу

Объединим 1-ое и 2-ое начало термодинамики в одно выражение DE=DQнеобр+DA Qобр-TDS<0

DQнеобр=DE-DA DE-DA-TDS<0

-DA<-DE+TDS данное неравенство объединяет оба начала термодинамики из него следует какую предельную по величине работу может совершить система в процессе при T=const неравенство можно записать –A<-DE+TDS -A=pDV-Aпол

DG=DH-TDS=DE+pDV-TDS след –DE=-DG+PDV-TDS

PDV-Aпол<-DG+PDV-TDS+TDS

-Aпол<-DG

Абсолютно полож значение Aпол совершаемой в ходе процесса не больше DG также взятой со знаком +

DG=-200кДж Aпол<200кДж

Сопрежение экзерген процесса с какой-либо работой уменьшает по модулю результирующие изменение энергии Гиббса

DGрез=DG-Aпол<0

Изменение свободной энергии при изменении температуры и давлении

Рассмотрим DG применительно только к изотермо- изобарным процессам в закрытых системах где данная функция является термодинамическим потенциалом

DG можно рассматривать в любом процессе

G=H-TS=E=PV-TS

Если в системе протекает процесс то на микростадии данного процесса

DG=DE+pDV+VDP-TDS-SD т к процесс является обратимым т е на стадии система находиться в равновесии если системой совершается работа только против давления то в соответствии с 1-ым законом начало термодинамики

DE=DA+DQобр=-pDV+DQобр=-pDV+TDS

DG=-pDV+TDS+pDV+VDP-TDS-SDT

DG+VDp-SDTэнергия Гипса зависит от давления и температуры

температурная зависимасть энергия Гиббса определяеться системы а зависимость от p определяется v