作者Keelungman (:3)
看板Chemistry
标题Re: [学习] 请问自由能公式的推导过程?
时间Tue Sep 11 17:17:46 2007
※ 引述《asdScott (秋风夺走了叶...)》之铭言:
: 当初在学的时候就把他忽略过去了
: 现在想想觉得怪怪的
: 修过普化、有机、物化..没有一本写到这公式最根本的依据
: 难道是经验法则吗?那也太夸张了@@
: 有谁有相关的参考书目吗?
因为化学关注的是怎麽使用这公式, 而非推导
物理学门, 如热力学和统计力学才会告诉你它的由来
热力学和统计力学的出发点稍有不同, 但都有其深刻之处
统计力学的看法可以直接跟化学平衡方程式连接起来
不过推导过程有点麻烦就是了, 这里就先讲热力学的方法
热力学第二定律有 dS = dS_int + dS_ext >= 0
dS_int 与 dS_ext 个代表系统内外的熵变化
如果说系统内外温度皆为 T (*1), 而且环境熵的增加来自热 dq 的转移 (*2)
这边 dq 是以系统内为参考点的, S_ext 与 dq 正负相反
那麽就变成 dS_int - dq / T >=0
又系统处在等压状态 (*3), dq = dH, 将上面整理一下可得
T dS_int - dH >=0
又因为条件 (*1) (*3), 上面又可改成 d(H - T S_int) <= 0
那我们就定义个 G = H - T S_int, 使得 dG <= 0
也就是说, 根据热力学第二定律, 在前面所列的 (*1) (*2) (*3) 条件下
任何反应恒有 dG <= 0
这是什麽鬼? 那什麽时候会有 dG > 0?
其实 dG <= 0 所代表的, 是如果你对一个反应什麽事情都不做
那麽系统外界熵变化 dS_ext 将仅仅只来自於反应热 dq 转移 (*2)
於是此时也只有自发反应才能存在
相对的, 如果你要让 dG > 0, 其实你会发现你要额外作点手脚
使得 dS_ext 不能只来自於反应热 dq 转移
这时候反应就不再 "自发" 了 (要实验者做点事情才能反应)
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在细雨的午後 书页里悉哩哩地传来 " 周期3 = ? "
然而我知道 当我正在日耳曼深处的黑森林
继续发掘海森堡未曾做过的梦时 康德的诺言早已远离.........
远来的传教士静静地看着山涧不断反覆叠代自己的 过去 现在 和 未来
於是仅以 一颗量子浑沌
一本符号动力学 祝那发生在周一下午的新生
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◆ From: 122.116.162.20
1F:推 sunev:推荐这篇文章 09/11 17:18
2F:推 mrzu:G S 都是科学家归纳文献 而合理定义为了方便计算而来 09/11 22:19
3F:→ mrzu:所以公式都会想办法跟可以测量的关联如 H Q T P V 09/11 22:21
4F:→ Keelungman:所以在使用上, G 往往是被当作一种状态的指标来看待噜 09/12 01:28
5F:推 comlcs:nice 09/14 20:14
6F:推 asdScott:所以G和S是归纳出来的结果吗?有点难以想像= =" 09/16 23:33
7F:→ Keelungman:所有的量, 本来都是观察归纳後确立的, S 是, T 不也是? 09/16 23:42