Vật lý hóa

Thế đẳng nhiệt và cân bằng

Thế Gibbs ở nhiệt độ và áp suất không đổi quyết định chiều tự diễn biến; cân bằng tương ứng cực tiểu G với các ràng buộc thành phần.

Với một biến đổi ở T,P cố định, $\Delta G<0$ chỉ chiều thuận tự diễn biến, $\Delta G>0$ chỉ chiều nghịch, còn $\Delta G=0$ là cân bằng.

Mô hình và đại lượng

Quan hệ cần được đọc cùng giả thiết về trạng thái, điều kiện thực nghiệm và quy ước dấu. Khi thay số, giữ nhất quán đơn vị và kiểm tra thứ nguyên trước khi diễn giải kết quả.

\Delta G = \Delta H - T\Delta S, \qquad \Delta_r G = \Delta_r G^\circ + RT\ln Q

Định nghĩa: Thế Gibbs

G=H−TS là thế nhiệt động lực học hữu ích cho quá trình đẳng nhiệt, đẳng áp. $\Delta H$ phản ánh trao đổi năng lượng, còn $T\Delta S$ phản ánh ảnh hưởng entropy ở nhiệt độ T.

Các đại lượng trong hệ thức được xác định theo phản ứng hoặc hệ đang xét. Đặc biệt phân biệt đại lượng chuẩn với trạng thái thực và không suy ra cơ chế chỉ từ một biểu thức tổng quát.

Ví dụ: Ví dụ có lời giải

Một quá trình có $\Delta H=20$ kJ/mol, $\Delta S=100$ J/(mol·K), tại 300 K. Tìm $\Delta G$ .

Lời giải

Đổi entropy thành 0,100 kJ/(mol·K): $\Delta G=20-300(0,100)=-10$ kJ/mol. Giá trị âm báo quá trình thuận lợi theo điều kiện đã cho.

Tóm tắt khái niệm
Khái niệm	Diễn giải	Đơn vị / ghi chú
Hệ thức trọng tâm	Dùng trong điều kiện đã nêu	Kiểm tra đơn vị và quy ước dấu
Đại lượng đo	Liên hệ trạng thái hoặc quá trình	So sánh dữ kiện với mô hình
Phạm vi	Mô hình hóa điều kiện cụ thể	Kiểm tra giả thiết trước áp dụng

Ở cân bằng hóa học, $\Delta_rG=0$ và $Q=K$ . Với chất tinh khiết chuyển pha, thế hóa học của hai pha bằng nhau; điều này là cơ sở xây dựng giản đồ pha.

Theo ví dụ trên, kết quả nào được suy ra từ dữ kiện đã cho?

Phát biểu nào phù hợp với nội dung bài?

Tài liệu tham khảo

Peter Atkins, Julio de Paula (2014). Physical Chemistry