La energía libre de Gibbs se define para ser
G = T - ts + pV (15.1) guía Los químicos a menudo llaman a esto la energía libre, mientras que los físicos a menudo lo llaman el potencial termodinámico. La propiedad más importante de la energía libre de Gibbs es que es un mínimo para un sistema en equilibrio a una presión constante cuando está en contacto térmico con un depósito. Para ver esto, considere el diferencial dG , España dG = dU - t d s- s d t + pdV + Vdp (15,2) Si el sistema, S , está en contacto térmico con un reserva de calor, R 1, en tand temperatura en contacto mecánico con un depósito de presión, R 2, que puede mantener la presión de p pero no se puede intercambiar calor, a continuación, d t = dp = 0. Entonces, dG convierte dG = dU - t d s + pdV (15,3) A partir de la identidad termodinámica t d s = dU Network - m dN + pdV vemos que dG = m < em> dN y dN = 0, por lo que dG = 0, que es la condición de un valor extremo. El hecho de que G es un mínimo deduce directamente del hecho de que la entropía tiene un signo negativo asociado con él. Asimismo, desde la derivación, vemos que G = G (t, p , N ). El diferencial general de la energía libre de Gibbs se Al comparar esto con (15.2) y el uso de la identidad termodinámica, podemos ver inmediatamente que (15.4) (15.5) Las cantidades (15,6) Las variables tand p son llamados cantidades intensivas; no cambian de valor cuando dos sistemas idénticos son juntar. Las variables U , s, V , N y G se llaman cantidades extensas; sus valores cambian cuando dos sistemas idénticos se unen . Por ejemplo, G depende del número de partículas, N . Cuando dos sistemas se reúnen, a continuación, el número de partículas para el sistema combinado se duplica, por lo que la energía libre de Gibbs también se duplica. Puesto que la energía libre de Gibbs depende linealmente del número de partículas, podemos escribir G = N j ( p , t) Por lo tanto ve intensiva y extensiva
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