Page 182 - 442

Корисною роботою називають всю роботу, виконану в
ході процесу, за винятком роботи проти сил зовнішнього
тиску.
Характер зміни енергії Гіббса дає підставу для
висновку - можливе чи неможливе в принципі здійснення
процесу. Він підлягає рівнянню
ΔG=ΔH-TΔS
де ΔG-зміна енергії Гіббса; ΔH -зміна ентальпії; ΔS-зміна
ентропії; Т –зміна температури.
Напрям процесу визначається співвідношенням ΔH і
TΔS, оскільки величина ΔH відображає намагання частинок
обєднуватися в більші агрегації, а величина ΔS має
протилежну тенденцію - намагання частинок розміщуватися
безладно, роз’єднано. Так, чим більше під час реакції
зростатеме ентропія і зменшуватиметься ентальпія, тим
більше зменшуватиметься енергія Гіббса.
Умовою принципової можливості перебігу реакції є
від’ємне значення ΔG, тобто ΔG < 0.
Приклад 1
Розкладання гідроген пероксиду при 298К і атмосферному
тиску:
2H 2O 2(г) → 2H 2O(г) + O 2(г) ΔG = − 250 кДж
У цьому разі ентальпія зменшується (ΔH<0), а ентропія
зростає (ΔS>0), тому й ΔG<0. Відбувається спонтанний
екзотермічний процес розкладання гідроген пероксиду.
Приклад 2
Взаємодія азоту з киснем при температурі 298 і атмосферному
тиску має відповідати рівнянню:
N 2 (г)+ 2O 2 (г) → 2NO 2 (г) ΔG = −104 кДж
Якщо ж ентропія зменшується (ΔS<0), а ентальпія
збільшуться (ΔH>0), то величина зміни енергії Гіббса більша
від нуля (ΔG>0) і процес спонтанно не відбувається.
Тому реакція самочинної взаємодії кисню з азотом не
відбувається, поскільки вона супруводжується зниженням
ентропії і збільшеням ентальпії.Реакція ендотермічна, тому
зміна енергії Гіббса додатня . Для перебігу такого процесу
потрібно, щоб енергія надходила ззовні.
Якщо в системі не відбувається ні енергетичних змін
(ΔH=0) ні змін ступеня безладності (ΔS=0), то G=0. Така
система перебуває в стані рівноваги.