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吉布斯能
化学概念 / 维基百科,自由的 encyclopedia
在热力学里,吉布斯能(英语:Gibbs Free Energy),又称吉布斯自由能、吉布斯函数、自由焓,常用英文字母标记。吉布斯能是国际化学联会建议采用的名称。吉布斯能是描述系统的热力性质的一种热力势,定义为[1]:101[2]:128-129
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其中,是系统的内能,
是绝对温度,
是熵,
是压强,
是体积,
是焓。
假设在等温等压状况下,一个热力系统从良好定义初态变换到良好定义终态,则其吉布斯能减少量必定大于或等于其所做的非体积功[注 1];假若这变换是可逆过程,则其吉布斯能减少量等于其所做的非体积功。所以,这热力系统所能做的最大非体积功是其吉布斯减少量。
在等温等压状况下,一个热力过程具有自发性(英语:spontaneous process)的必需条件为,吉布斯能随著过程的演化而减小。这意味著,平衡系统的吉布斯能是最小值;在平衡点,吉布斯能对于其它自变量的导数为零。[1]:102
吉布斯能可以用来评估一个反应是否具有自发性,它可以用来估算一个热力系统可以做出多少非体积功。当应用热力学于化学领域时,吉布斯能是最常用到与最有用的物理量之一。[3]:291吉布斯能是为纪念美国物理学者约西亚·吉布斯而命名。[4]