绝热可逆过程熵变为0的证明
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将非体积功考虑进入吉布斯自由能的推导中:
∆S uni=∆S sys+∆S sur=∆S sys−∆U+P∆V− W,
T
又因为在题目所给出的反应式中∆V=0所以∆U=∆H
∆S uni=∆S sys−
∆H−W,
T∆S uni=T∆S sys−∆H+W,
又由于题目中系统进行的是可逆过程所以还有∆S sys=Q
T =∆H−W,
T
所以
T∆S uni=0也即∆S uni=0,(而课本中导出自由能的前提是∆S uni>0)
可以得出结论在本体这个反应中系统与环境所形成的孤立系统的熵变为0
进一步推论为,一个绝热系统的可逆过程中熵不变。
所以
0=T∆S sys−∆H+W,=W,−(∆H−T∆S sys)
所以(∆H−T∆S sys)=W,
也即∆G=∆H−T∆S=W,
若非体积功小于0,系统可以对环境做功,反应自发,吉布斯自由能也小于0
若非体积功大于0,环境对系统做功,反应不自发,吉布斯自由能也会大于0
若非体积功等于0,反应则处于平衡状态,吉布斯自由能也等于0
所以本题这样计算吉布自由能是正确的
假若本题不是一个可逆过程呢?
已知T∆S uni=W,− ∆H−T∆S sys=W,−∆G
可知若一个反应的吉布斯自由能大于0,只是意味着这个反应无法自发进行,而不是绝对无法进行,只需要向系统提供一定的能量使得W,>∆G,如光能,磁能,电能等,熟悉的例子有电解池。