|
|
سطر 1: |
سطر 1: |
|
⚫ |
'''معادلة جيبس-هلمهولتز''' في [[الفيزياء]] و [[الكيمياء]] (بالإنجليزية: Gibbs-Helmholtz equation ) تختص بوصف حالة الطاقة في نظام ترموديناميكي وحالة خواص أخرى للنظام . تلك المعادلة دورا كبيرا في وصف سير التفاعلات الكيميائية أو العمليات . وصيغتها كالآتي: |
|
|
|
⚫ |
'''معادلة جيبس-هلمهولتز''' في [[الفيزياء]] و [[الكيمياء]] (بالإنجليزية: Gibbs-Helmholtz equation ) تختص بوصف حالة الطاقة في نظام ترموديناميكي . تلك المعادلة دورا كبيرا في وصف سير التفاعلات الكيميائية . وصيغتها كالآتي: |
|
|
|
|
|
|
:<math>\left( \frac{\partial} {\partial T} \left( \frac{G} {T} \right) \right)_{p,\{n_j\}} = - \frac {H} {T^2}</math> |
|
:<math>\left( \frac{\partial} {\partial T} \left( \frac{G} {T} \right) \right)_{p,\{n_j\}} = - \frac {H} {T^2}</math> |
معادلة جيبس-هلمهولتز في الفيزياء و الكيمياء (بالإنجليزية: Gibbs-Helmholtz equation ) تختص بوصف حالة الطاقة في نظام ترموديناميكي وحالة خواص أخرى للنظام . تلك المعادلة دورا كبيرا في وصف سير التفاعلات الكيميائية أو العمليات . وصيغتها كالآتي:
حيث:
T : درجة الحرارة المطلقة
G : الإنثالبي الحر
H : إنثالبي
p : الضغط
: كمية المادة من النوع j في مخلوط .
المعادلة تصف مخلوط من المواد ، ونجري عملية الجمع على جميع أنواع المواد الموجودة في المخلوط . وتنطبق المعادلة على نظام مفتوح ، حيث يمكن فيه تبادل مواد . أما بالنسبة إلى نظام مغلق (أي معزول عن الخارج) فلا تنطبق عليه المعادلة.
استنباطها
يمكننا التوصل إلى العلاقة بين إنثالبي جيبس
}) و الطاقة الداخلية })
نظام عن طريق استخام تحويل ليجاندر فنحصل على الصيغة التالية ( حيث S الإنتروبية ، و V حجم النظام ، و p الضغط ، و T درجة الحرارة المطلقة ) :
كما يمكن كتابتها في صورتها التفاضلية على الشكل:
حيث أن هو الجهد الكيميائي للمادة j في المخلوط.
بعد إجراء تحويل ليجاندر بين الإنثالبي H
و إنثالبي جيبس
G فنحصل على :
فإذا عوضنا عن الإنتروبية S من الصيغة التفاضلية فيها نحصل على:
وعند إجراء قاعدة التناسب لحساب التفاضل :
وتلك هي صيغة معادلة جيبس-هلمهولتز.
صيغ أخرى لها
تستخدم بعض الكتب الصيغ التالية:
أي أن :
وباستخدام قاعدة التفاضل المتتالي لحساب التفاضل يمكننا إثبات أن :
كما أن المعادلة التي تقابلنا كثيرا في الكتب
ما هي إلا تحويل ليجاندر ، وهي توضح العلاقة بين الإنثالبي
H وطاقة جيبس G وتسميها بعض الكتب أيضا معادلة جيبس-هلمهولتز .
وطبقا لتلك الصيغة المبسطة فقد أدخل فيها التغير في الإنتروبيا
في النظام . ويعبر الإنتروبيا عن مقياس العشوائية والهرجلة في النظام .بذلك تحمل معادلة جيبس-هلمهولتز ما نطق به القانون الثاني للديناميكا الحرارية والتي تنص على أن الطبيعة تميل إلى أتخاذ 1مستويات منخفضة للطاقة ، مما يعني زيادة الهرجلة وضياع الانتظام .
العمليات ذات إشارة "موجبة" ل
تسمى عمليات ماصة للطاقة ، والعمليات التي يكون فيها تغير طاقة جيبس بإشارة " سالبة" تسمى عملية مصدرة للطاقة. تسير العمليات المصدرة للطاقة من نفسها ، بينما تسير العمليات الممتصة للطاقة فقط عند إمدادها بطاقة جيبس .
وتبين الحالة الخاصة للتغير
: أن النظام في حالة توازن.
وصلات خارجية
- Gibbs–Helmholtz equation @ www.chem.arizona.edu Link
- Gibbs–Helmholtz equation @ www.owlnet.rice.edu Link
انظر أيضا