g =h - ts
Dove:
* G è l'energia libera di Gibbs
* H è l'entalpia (energia totale del sistema)
* T è la temperatura in Kelvin
* s è l'entropia (una misura del disturbo nel sistema)
Ecco una rottura di ciò che questo significa:
* Entalpy (H): Ciò rappresenta l'energia totale di un sistema, compresa la sua energia interna, pressione e volume.
* entropia (s): Ciò rappresenta il disturbo o la casualità di un sistema. Un sistema con entropia più elevata ha più casualità.
* Temperatura (T): Questa è una misura dell'energia cinetica media delle molecole in un sistema.
In che modo l'energia libera si collega al lavoro?
Pensa a un sistema come una batteria. La batteria ha una certa quantità di energia immagazzinata (entalpia). Tuttavia, non tutta l'energia può essere utilizzata per funzionare. Un po 'di energia viene persa a causa della casualità del sistema (entropia). L'energia libera rappresenta la parte dell'energia totale disponibile per fare un lavoro utile.
processi spontanei e energia libera
L'energia libera è un concetto cruciale per comprendere i processi spontanei. Un processo spontaneo è quello che si verifica senza intervento esterno, come una palla che rotola in discesa. Quanto segue è vero sui processi spontanei:
* Diminuzione dell'energia libera: I processi spontanei sono sempre accompagnati da una diminuzione dell'energia libera (ΔG <0). Il sistema rilascia energia, rendendolo più stabile.
* Aumentare l'entropia: I processi spontanei spesso portano ad un aumento dell'entropia (ΔS> 0). Il sistema diventa più disordinato.
* Equilibrio: Quando un sistema raggiunge l'equilibrio, il cambiamento di energia libera è zero (ΔG =0). Il sistema è allo stato più stabile e non si verificano ulteriori cambiamenti spontaneamente.
Esempi:
* Legno in fiamme: La combustione del legno rilascia calore e luce, che sono forme di energia. Questo processo è spontaneo perché porta a una diminuzione dell'energia libera.
* Missione del ghiaccio: Lo scioglimento del ghiaccio nell'acqua è un processo spontaneo a temperature superiori a 0 ° C. L'aumento del disturbo (più movimento casuale di molecole d'acqua) porta a una diminuzione dell'energia libera.
Punti chiave:
* L'energia libera è un concetto fondamentale in termodinamica.
* Quantifica la quantità di energia disponibile per un lavoro utile.
* I processi spontanei sono caratterizzati da una diminuzione dell'energia libera.
L'energia libera è uno strumento potente per comprendere e prevedere il comportamento dei sistemi chimici e fisici. Ci aiuta a capire perché alcune reazioni si verificano spontaneamente, mentre altre richiedono un input di energia esterna.
