гиббса энергия

ГИББСА ЭНЕРГИЯ (изобарно-изотермический потенциал, свободная энтальпия) - один из термодинамических потенциалов, характеристич. ф-ция при выборе давления P и темп-ры T в качестве независимых термодинамич. параметров. Введена Дж. У. Гиббсом в 1875. (Иногда Г. э. наз. термодинамич. потенциалом Гиббса или просто термодинамич. потенциалом, в узком смысле слова, и обозначают Ф.) Г. э., обычно обозначаемая G, связана с внутренней энергией U, энтропией S и объёмом V соотношением . Г. э. для однокомпонентной системы пропорциональна числу частиц N и равна , где - хим. потенциал, зависящий только от P и T. Изменение Г. э. при квазистатич. процессе и пост. числе частиц равно. Следовательно, энтропию и объём можно получить дифференцированием Г. э.: , . Это означает, что Г. э. есть характеристич. ф-ция в переменных P и T. Удобство применения Г. э. связано с тем, что G/N зависит только от интенсивных термодинамич. параметров P и T, к-рые в равновесии постоянны для всей системы.

Для многокомпонентной системы Г. э. есть линейная ф-ция от чисел частиц N_j в компонентах j (или от масс компонент) , где -хим. потенциал компонента j. Следовательно, .

Термодинамич. равновесие соответствует минимуму Г.э. В системе со мн. степенями свободы , где а_i - внеш. параметры, A_i - обобщённые силы.

Г. э. связана с энтальпией H=U+PV соотношением G=H-TS, к-рое аналогично выражению для Гельмгольца энергии (свободной энергии) F=U-TS. Термин "свободная энтальпия" основан на этой аналогии. С энергией Гельмгольца Г. э. связана соотношением G=F+PV. В статистич. физике энергия Гельмгольца, а следовательно, и Г. э. выражаются через статистич. интеграл (статистич. сумму).

Лит. см. при ст. Термодинамика. Д. H. Зубарев.

   <<      Предметный указатель      >>