Химическая термодинамика в курсе общей химии. Гончаров Е.Г. - 23 стр.

UptoLike

Составители: 

- 23 -
новесие смещено в сторону исходных веществ. При
G
0
=0 К=1, что соот-
ветствует равновесию в системе. Нужно только помнить, что эти соотно-
шения справедливы только при стандартных условиях процесса.
Таким образом, величина
0
298
G позволяет оценить направление
процесса только в стандартном состоянии, а в реальных (нестандартных)
условиях необходимо определять дополнительный - концентрационный
член RT ln
K
. Правда, если G
0
<<0, то с достаточной достоверностью
можно утверждать, что самопроизвольный процесс осуществится и в не-
стандартных условиях, но в случае небольшой отрицательной величины
G
0
такой вывод будет рискованным.
Свободная энергия и работа
Любой самопроизвольный процесс может быть использован для
совершения полезной работы. Например, горение бензина в двигателе ав-
томашины приводит ее в движение. Количество совершенной работы за-
висит от механизма проведения процесса: горение бензина на открытом
воздухе не приводит к совершению работы, да и в двигателе автомашины
коэффициент полезного действия не очень высок (~20%). Максимально
возможная полезная работа против внешних сил с термодинамических
позиций равна изменению свободной энергии системы (при р=const,
T=const).
-
G
0
=А
внеш.
Обычно работу, совершаемую системой, подразделяют на работу
против внешнего давления (p
V) и на работу против всех остальных
внешних сил (А
внеш.
): А=pV+A
внеш.
Тогда
U=Q-A=Q-pV-A
внеш.
При этом изменение энтальпии и сво-
бодной энергии будут равны:
H = U+pV=Q-pV-A
внеш.
+pV=Q-A
внеш.
G = H-TS=Q-A
внеш.
-TS.
Далее следует учесть, что при обратимом процессе
S определяется
как отношение
Н/T, т.е. Н=TS, отсюда G=-A
внеш.
Это и есть утвер-
                                 - 23 -

новесие смещено в сторону исходных веществ. При ∆G0=0 К=1, что соот-
ветствует равновесию в системе. Нужно только помнить, что эти соотно-
шения справедливы только при стандартных условиях процесса.
     Таким образом, величина ∆ G 0298 позволяет оценить направление
процесса только в стандартном состоянии, а в реальных (нестандартных)
условиях необходимо определять дополнительный - концентрационный
член RT ln K ′ . Правда, если ∆G0<<0, то с достаточной достоверностью
можно утверждать, что самопроизвольный процесс осуществится и в не-
стандартных условиях, но в случае небольшой отрицательной величины
∆G0 такой вывод будет рискованным.

                       Свободная энергия и работа
       Любой самопроизвольный процесс может быть использован для
совершения полезной работы. Например, горение бензина в двигателе ав-
томашины приводит ее в движение. Количество совершенной работы за-
висит от механизма проведения процесса: горение бензина на открытом
воздухе не приводит к совершению работы, да и в двигателе автомашины
коэффициент полезного действия не очень высок (~20%). Максимально
возможная полезная работа против внешних сил с термодинамических
позиций равна изменению свободной энергии системы (при р=const,
T=const).
                          -∆G0=Авнеш.

     Обычно работу, совершаемую системой, подразделяют на работу
против внешнего давления (p∆V) и на работу против всех остальных
внешних сил (Авнеш.): А=p∆V+Aвнеш.
     Тогда ∆U=Q-A=Q-p∆V-Aвнеш. При этом изменение энтальпии и сво-
бодной энергии будут равны:

               ∆H = ∆U+p∆V=Q-p∆V-Aвнеш.+p∆V=Q-Aвнеш.
                    ∆G = ∆H-T∆S=Q-Aвнеш.-T∆S.

      Далее следует учесть, что при обратимом процессе ∆S определяется
как отношение ∆Н/T, т.е. ∆Н=T∆S, отсюда ∆G=-Aвнеш. Это и есть утвер-