Persamaan Maxwell

Korelasi antara kuantiti-kuantiti termodinamik.

mnemonic device

Good Physicalchemist Have Studied Under Very Fine Teachers

Contoh penerbitan.

G berfungsikan P dan -T.

dG = VdP - SdT

Memberikan:

Sehingga kerbedaan penuh menjadi:

Fungsi-fungsi untuk H(P,S), E(S,-V), dan A(-T,-V) boleh diterbitkan dengan cara yang serupa.

Kuantiti Separa Molar

Nilai intensif sifat termodinamik.

Sifat termodinamik:

Isipadu, V

Suhu, T

Tekanan, P

Entalpi, H

Tenaga dalaman, E (U)

Entropi, S

Tenaga bebas Gibbs, G

Tenaga bebas Helmhotz, A (F)

Amaun, mol, n

Persamaan Keadaan Umum: Q = f(V, T, P, ..., n₁, n₂, ...)

Kuantiti separa molar ditakrifkan sebagai:

Jadi perubahan penuh kuantiti dQ adalah

Contohnya,

Isipadu separa molar: dV = V₁dn₁ + V₂dn₂ + ... + V_idn_i

V_i = isipadu separa molar komponen-i.

Tenaga bebas separa molar: dG = G₁dn₁ + G₂dn₂ + ... + G_idn_i

G_i = tenaga bebas separa molar komponen-i.

Keupayaan Kimia, m

Nama khusus bagi tenaga bebas separa molar,

Dengan demikian, dG = m₁dn₁ + m₂dn₂ + ... + m_idn_i = åm_idn_i (pada P dan T tetap).

Mengaplikasikan persamaan Maxwell, G = f(T, P, n_i),

Juga dengan tenaga lain, misalnya, entalpi, H = f(P, S, n_i)

Daripada G = H - TS; dG = dH - Tds - SdT

Menggantikan dH,

- Tds - SdT

Perbandingan persamaan ** dengan persamaan *** memberikan,

Dengan cara yang serupa kita boleh menerbitkan ungkapan untuk keupayaan kimia dalam sebutan tenaga-tenaga lain.

Korelasi-korelasi ini menggambarkan bagaimana tenaga-tenaga temodinamik berubah apabila keupayaan kimia berubah.

Keseimbangan dan Tenaga Bebas Gibbs

DG = DH - TDS

Misalkan suatu gas unggul, dengan persamaan keadaannya, PV = nRT; P = nRT/V.

Misalkan perubahan berlaku kepada gas ini, iaitu pengembangan pada suhu tetap T daripada berisipadu V₁ kepada berisipadu V₂.

Bagi proses ini DH = 0, kerana DT = 0.

Cuma DS berubah:

Dengan demikian,

Sebutan V₁/V₂ atau P₂/P₁ adalah nilai yang berkaitan dengan keadaan akhir sistem relatif kepada keadaan awal sistem tersebut; atau sebaliknya.

Namakan sebutan ini Q', dengan demikian DG = nRTlnQ'

Tenaga bebas Gibbs tidak boleh ditentukan secara mutlak. Keadaan piawai dipilih (juga untuk tenaga-tenaga lain, kecuali entropi, S).

Pada keadaan piawai ini, misalkan sebutan V₁/V₂ atau P₂/P₁ bernilai Q^o.

Jadi pada keadaan piawai, DG^o = nRTlnQ^o

Dengan hujah kerelatifan yang serupa, pada keadaan tidak piawai, korelasi berikut berlaku:

DG - DG^o = nRTlnQ' - nRTlnQ^o

Dengan Q = Q'/Q^o merupakan kuantiti yang berkaitan dengan keadaan awal, keadaan akhir dan keadaan piawai.

Bagi perubahan kimia, yang melibatkan perubahan bilangan zarah setelah tindak balas selesai, persamaan boleh diubahsuai menjadi,

DG = DG^o + RTlnQⁿ

Sebutan Qⁿ adalah berkorelasi dengan pemalar keseimbangan, K, sehingga,

DG = DG^o + RTlnK