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Gibbs energia livre de Física térmica no Palestra Notes

s já vimos que, de modo j ( p

, t) = m, e nós temos

G

= N

m ( p

, t) (15,7)

Assim, o potencial químico para um sistema é igual à energia livre de Gibbs por partícula. Se mais de uma espécie de partículas está presente, (15,7) torna-se

(15,8)

Com esta mudança na definição, o diferencial de dG

se torna

(15,9)

energia livre de Gibbs e Helmholtz Energia Livre

Qual é a diferença entre a energia livre de Gibbs e da energia livre de Helmholtz? Considere um gás ideal.

Já vimos que o potencial químico de um gás ideal em função do N

, tand V

é dada por

A partir da definição do Helmholtz nós energia livre sei que

Segurando tand V

constante e integrando, obtemos

Assim, F

não é diretamente proporcional ao N

se manter a temperatura constante e volume. A partir da definição da energia livre de Gibbs e da definição da energia livre de Helmholtz, podemos ver imediatamente que

desde PV

= N

tfor um gás ideal. Assim

(15.

10)

A partir deste vemos que o potencial químico em função do tand p

é

(15,11)

< h2> Reações Químicas

Como usamos a energia livre de Gibbs em uma reação química? Podemos escrever uma reação química como

(15.12)

em A j

é o j

th espécies químicas, e n jis o coeficiente da j

th espécies na reacção.

Por exemplo, no

reação

H 2 + Cl 2 = 2 HCl

temos A

1 = H 2, A

2 = C1 2, A

3 = HCl, n 1 = 1, n 2 = 1 e N 3 = -2. Nós normalmente discutir equilíbrio químico para reacções que ocorrem sob condições de pressão e temperatura constante. Lembrando que a mudança na energia livre de Gibbs é

isso reduz a

A mudança dN

j é proporcional ao coeficiente n j.

Isso nos permite escrever

dN

j = n j

dx

em dx

indica quantas vezes a reação ocorre. Assim, dG

se torna

Mas em equilíbrio dG

= 0, portanto, portanto, reduz à condição

(15.13)

Equilibrium Reacções em um Ideal Gas

Se nós tratamos cada uma das moléculas como um gás ideal, podemos lançar este em uma forma mais familiar. Lembre-se que o p

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