g =h - ts
Dónde:
* g ¿Es la energía libre de Gibbs?
* h es la entalpía (energía total del sistema)
* t es la temperatura en Kelvin
* s es la entropía (una medida del trastorno en el sistema)
Aquí hay un desglose de lo que esto significa:
* entalpía (h): Esto representa la energía total de un sistema, incluida su energía interna, presión y volumen.
* entropía (s): Esto representa el desorden o aleatoriedad de un sistema. Un sistema con mayor entropía tiene más aleatoriedad.
* Temperatura (t): Esta es una medida de la energía cinética promedio de las moléculas en un sistema.
¿Cómo se relaciona la energía libre con el funcionamiento?
Piense en un sistema como una batería. La batería tiene una cierta cantidad de energía almacenada (entalpía). Sin embargo, no toda esa energía puede usarse para trabajar. Se pierde cierta energía debido a la aleatoriedad del sistema (entropía). La energía libre representa la porción de la energía total que está disponible para hacer un trabajo útil.
procesos espontáneos y energía libre
La energía libre es un concepto crucial para comprender los procesos espontáneos. Un proceso espontáneo es uno que ocurre sin intervención externa, como una bola que roda cuesta abajo. Lo siguiente es cierto sobre los procesos espontáneos:
* Disminución de la energía libre: Los procesos espontáneos siempre van acompañados de una disminución en la energía libre (ΔG <0). El sistema libera energía, lo que la hace más estable.
* Aumento de la entropía: Los procesos espontáneos a menudo conducen a un aumento en la entropía (ΔS> 0). El sistema se vuelve más desordenado.
* Equilibrio: Cuando un sistema alcanza el equilibrio, el cambio de energía libre es cero (ΔG =0). El sistema está en su estado más estable y no se producen más cambios espontáneamente.
Ejemplos:
* Madera ardiente: La madera ardiente libera calor y luz, que son formas de energía. Este proceso es espontáneo porque conduce a una disminución en la energía libre.
* ICE MEDICIÓN: La fusión del hielo en el agua es un proceso espontáneo a temperaturas superiores a 0 ° C. El aumento en el desorden (movimiento más aleatorio de las moléculas de agua) conduce a una disminución de la energía libre.
Puntos clave:
* La energía libre es un concepto fundamental en termodinámica.
* Cuantifica la cantidad de energía disponible para un trabajo útil.
* Los procesos espontáneos se caracterizan por una disminución de la energía libre.
La energía libre es una herramienta poderosa para comprender y predecir el comportamiento de los sistemas químicos y físicos. Nos ayuda a comprender por qué ciertas reacciones ocurren espontáneamente, mientras que otras requieren información de energía externa.
