g =h - ts
Où:
* g est l'énergie libre de Gibbs
* h est l'enthalpie (énergie totale du système)
* t est la température à Kelvin
* s est l'entropie (une mesure du trouble dans le système)
Voici une ventilation de ce que cela signifie:
* enthalpy (h): Cela représente l'énergie totale d'un système, y compris son énergie, sa pression et son volume internes.
* Entropie (s): Cela représente le trouble ou le hasard d'un système. Un système avec une entropie plus élevée a plus de hasard.
* température (t): Il s'agit d'une mesure de l'énergie cinétique moyenne des molécules dans un système.
Comment l'énergie libre est-elle liée au fonctionnement?
Pensez à un système comme une batterie. La batterie a une certaine quantité d'énergie stockée (enthalpie). Cependant, toute cette énergie ne peut pas être utilisée pour travailler. Une certaine énergie est perdue en raison de l'aléatoire du système (entropie). L'énergie libre représente la partie de l'énergie totale disponible pour effectuer un travail utile.
Processus spontanés et énergie libre
L'énergie libre est un concept crucial pour comprendre les processus spontanés. Un processus spontané est celui qui se produit sans intervention externe, comme une balle qui roule en descente. Ce qui suit est vrai sur les processus spontanés:
* décroissant l'énergie libre: Les processus spontanés sont toujours accompagnés d'une diminution de l'énergie libre (ΔG <0). Le système libère de l'énergie, ce qui le rend plus stable.
* Entropie croissante: Les processus spontanés entraînent souvent une augmentation de l'entropie (ΔS> 0). Le système devient plus désordonné.
* équilibre: Lorsqu'un système atteint l'équilibre, le changement d'énergie libre est nul (ΔG =0). Le système est à son état le plus stable et aucun autre changement ne se produit spontanément.
Exemples:
* bois brûlant: Le bois brûlant libère la chaleur et la lumière, qui sont des formes d'énergie. Ce processus est spontané car il entraîne une diminution de l'énergie libre.
* Mélange de glace: La glace qui fond dans l'eau est un processus spontané à des températures supérieures à 0 ° C. L'augmentation du trouble (mouvement plus aléatoire des molécules d'eau) entraîne une diminution de l'énergie libre.
Points clés:
* L'énergie libre est un concept fondamental de la thermodynamique.
* Il quantifie la quantité d'énergie disponible pour des travaux utiles.
* Les processus spontanés sont caractérisés par une diminution de l'énergie libre.
L'énergie libre est un outil puissant pour comprendre et prédire le comportement des systèmes chimiques et physiques. Il nous aide à comprendre pourquoi certaines réactions se produisent spontanément, tandis que d'autres nécessitent une entrée d'énergie externe.
