吉布斯自由能(GibbsFreeEnergy)是热力学中的一个重要概念,由美国物理化学家约西亚·威拉德·吉布斯(JosiahWillardGibbs)在19世纪提出。它用于描述在恒温恒压条件下,系统可用于做非体积功的能量。吉布斯自由能通常用符号G表示,定义为G=H-TS,其中H是焓,T是绝对温度,S是熵。吉布斯自由能的变化(ΔG)在化学反应和相变过程中尤为重要。当ΔG<0时,过程是自发进行的;当ΔG>0时,过程非自发;当ΔG=0时,系统处于平衡状态。这一判据在化学、生物学、材料科学等领域广泛应用,例如用于预测反应方向、计算平衡常数以及分析电池的电势等。理解吉布斯自由能有助于深入掌握热力学第二定律以及能量与物质转化的规律。
