吉布斯自由能-概念

好了，接下来我们要讲吉布斯自由能吉布斯自由能是指反应的自发性。反应是在没有外界干预的情况下发生的还是需要外界的帮助，比如电之类的来让反应进行。吉布斯实际上把熵和焓的函数结合起来，得到了一个新的方程，这个方程可以告诉我们某物是否是自发的。因为它依赖于焓，所以我们希望产物能量低，我们也希望产物非常混乱无序。我们必须倾向于高熵低焓。他把它们放到了这个公式中，我们来读一下他说的。他所做的就是定义了焓和熵函数的组合它们决定了反应的自发程度除以反应发生后剩余的能量。

在这个组合之后我们就能得到反应中释放或获得的能量。好的，所以我们输出的自由能g就是自由能，它的单位是千焦耳或者是某种能量的测量单位。所以可以是千焦耳，焦耳，卡路里等等。焓的能量是获得或所需的反应也以千焦耳或发生我们想确保这两个是相同的如果这是用焦耳这也必须以焦耳我们确保这些是相同的。从温度中减去温度的单位应该是开尔文但也可以看到它的单位是摄氏度然后它实际上取决于熵的单位。熵是对无序的测量，一个东西有多混乱或者有多混乱。所以它的测量单位通常是千焦每开尔文，但是这些必须是相同的，然后这些必须是相同的单位，在我们，做数学方程得到正确答案之前。

好的，g是决定反应是否自发的因素它是所有这些因素的组合它的符号告诉我们反应是否是自发的。让我们看一些信息，一起判断是否有自发反应。所以对于这个反应的和，不管它是什么，我们得到h是负的，意味着它释放了能量。我们喜欢它，我们喜欢它，它释放了232kj的能量这非常非常好。我们从一个高能量的系统到一个低能的系统我们喜欢这样到目前为止都很好。无序度，s的值是138焦耳每开尔文，这也很好。我们增加无序，我们喜欢增加无序，我们喜欢把它弄乱，宇宙喜欢变得更无序。这很好，所以我们在273k有放热的高无序状态这很好，我们保留信息。这个反应是自发的吗?我猜是的，是的，这个反应是自发的。

好的，让我们向自己证明一下，让我们再次看看我们的公式，δg等于δh减去tδs，然后把所有的东西都插进去。所以我们的δh是负232千焦耳减去我们的温度，这是273开尔文乘以我们的δs，这是焦耳，我想确保这些单位是相同的，所以我要把它改成千焦耳，所以它是0.138千焦耳每开尔文。所以当我把它相乘时，我得到的总能量是负37.7千焦耳。负232千焦耳减去37.7千焦耳会得到负194.3千焦耳。这是我的δg，注意我的δg是负数，我喜欢这样。负的δg是非常非常好的，这意味着反应是自发的，我们在看到信息之前已经向自己证明了这一点。我们想要一个负的δg，所以我将把它写在这里，以确保我们不会忘记。δg是负的，为了是自发的，它必须是负的自发反应。

好了，我们要确保g是负的，所以焓和熵的结合会得到一个负的g太棒了。让我们到这里[IB]一些数据。我们已经发现，如果焓是负的，意味着释放能量，增加无序度这两者都是好的。两个都是正的任何时候这两种组合都是自发的无论温度是多少，都是自发的。假设h是正的，这意味着我们需要能量，我们需要能量使这个反应发生我们降低熵意味着我们使反应变得更有序。我们不喜欢这种组合不管温度是多少都不好。所以我们说这不是自发的，好，我们看看其他的组合。所以我们说吸热的意思是我们需要能量来完成这个过程但是无序性是很高的意思是我们有很多无序性。

当我们的温度起作用时，让我们再看一次我们的公式，我们有一个正的δh，这是正的减去一个正的δs，我们希望我们的整体方程是负的，所以这一定很高。我们希望我们的温度非常高，因为我们希望这个数字非常大，所以前面有一个负号。所以我们希望我们的温度非常高，所以在高温下是自发的，在低温下是非自发的。我们可能需要在公式中检查它，以确定什么是高，什么是低。让我们看看这个组合，一个负片，它是放热的，这是好的，但它也变得更有序，不好。所以我们必须弄清楚哪种组合，会发生什么事情使它自发。

让我们再看一次，我们说δh是负数，我们喜欢减去负号。所以会发生的是，它会变成一个正的，所以温度必须非常低，才能发生这个反应。我们希望这个数字是低的，以便负覆盖，使这些家伙的整体组合为负。所以我们要说在低温下它是自发的，在高温下它是非自发的。好的，确保我们能记住这些，但我们也应该，我们应该经常检查答案，把它放到公式中，看看它是否有效，是否是自发的。有时候你可能会遇到这样的问题，我们有钴加硫加氧气，给我硫酸钴，硫酸钴2。

这是一个形成反应的组合，其中化合物或物质是由其元素形成的，这是一个形成反应，这就是为什么我的下标f，我们要说它是一个普通条件或标准条件，它上面有一个0的小上标，我说它是放热的，它释放了888.3公斤焦耳每摩尔，它也是，它也是无序下降的。从大量的产品颗粒到1个颗粒；我们真的不太喜欢它。所以它实际上是熵减小，无序度减小。那么，在什么温度下，这个反应是自发的？我们有一个负的δh和一个负的δf，所以我们要说在低温下它是自发的，在高温下它不是自发的。但什么是低的，什么是高的？一个简单的检查方法是看δg何时为0。当δg为0时，δh将是负的888.3千焦耳每摩尔减去我们的温度，我们将得到乘以δs，它是负的118.0千焦耳每开尔文。

然后我要分离t两边同时除以- 888.3不，我不这么做，为什么要这么做?抱歉，我要加888.3 [IB]所以在这边我要加888.3千焦耳每摩尔等于负的，实际上这将是积极的,因为负负118.0是一个积极的所以等于正温度然后两边同时除以118.0,我们算出7.53开尔文这个反应是自发的,它是自发的在低温下。当温度高于这个时，这是阈值任何低于这个的都是自发的任何高于这个的都是非自发的。这是一个你可能会遇到的问题你可能想让它总是0这样我们就知道它是不是自发的。这就是吉布的自由能。