Ποια θα είναι η ελεύθερη ενέργεια εάν η θερμοκρασία διατηρείται ομοιόμορφη σε ένα σύστημα;

Εάν η θερμοκρασία διατηρείται ομοιόμορφη σε όλο το σύστημα, η ελεύθερη αλλαγή ενέργειας θα προσδιορίζεται από την αλλαγή ενθαλπίας και την αλλαγή εντροπίας του συστήματος.

Εδώ είναι γιατί:

* Ελεύθερη ενέργεια: Η ελεύθερη ενέργεια (G) είναι ένα θερμοδυναμικό δυναμικό που μετρά την ποσότητα ενέργειας που διατίθεται για να κάνει χρήσιμη εργασία σε ένα θερμοδυναμικό σύστημα σε σταθερή θερμοκρασία και πίεση.

* Σχέση με ενθαλπία και εντροπία: Η σχέση μεταξύ της ελεύθερης ενέργειας, της ενθαλπίας (Η), της εντροπίας και της θερμοκρασίας (t) δίνεται από την ακόλουθη εξίσωση:

ΔG =ΔH - TΔS

* Ομοιόμορφη θερμοκρασία: Όταν η θερμοκρασία είναι ομοιόμορφη, ο όρος θερμοκρασίας (t) στην εξίσωση είναι σταθερός. Επομένως, η ελεύθερη αλλαγή ενέργειας επηρεάζεται άμεσα από τις αλλαγές στην ενθαλπία και την εντροπία.

Εδώ σημαίνει αυτό:

* Αλλαγή ενθαλπίας (ΔH):

* Εάν η αντίδραση είναι εξωθερμική (απελευθερώνει θερμότητα, ΔH <0), η ελεύθερη αλλαγή ενέργειας θα είναι πιο αρνητική, καθιστώντας τη διαδικασία πιο ευνοϊκή.

* Εάν η αντίδραση είναι ενδοθερμική (απορροφά θερμότητα, ΔH> 0), η ελεύθερη αλλαγή ενέργειας θα είναι πιο θετική, καθιστώντας τη διαδικασία λιγότερο ευνοϊκή.

* Αλλαγή εντροπίας (ΔS):

* Εάν η αντίδραση αυξάνει την εντροπία (ΔS> 0), η ελεύθερη αλλαγή ενέργειας θα είναι πιο αρνητική, καθιστώντας τη διαδικασία πιο ευνοϊκή. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μια πιο διαταραγμένη κατάσταση γενικά ευνοείται.

* Εάν η αντίδραση μειώνει την εντροπία (ΔS <0), η ελεύθερη αλλαγή ενέργειας θα είναι πιο θετική, καθιστώντας τη διαδικασία λιγότερο ευνοϊκή.

Συνοπτικά:

Ενώ η ομοιόμορφη θερμοκρασία δεν καθορίζει άμεσα την ελεύθερη αλλαγή ενέργειας, εξασφαλίζει ότι η σχέση μεταξύ ενθαλπίας και εντροπίας είναι ο πρωταρχικός παράγοντας για τον προσδιορισμό του κατά πόσον μια διαδικασία θα είναι αυθόρμητη (αρνητική ΔG) ή μη-νόσος (θετική ΔG).