吉布斯自由能(GibbsFreeEnergy)是热力学中的一个重要概念,由美国科学家约西亚·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,其定义为:G=H-TS其中,H是系统的焓,T是绝对温度,S是熵。吉布斯自由能的变化(ΔG)可以用来判断一个过程是否自发进行:-如果ΔG<0,过程是自发的;-如果ΔG=0,系统处于平衡状态;-如果ΔG>0,过程是非自发的。吉布斯自由能在化学、生物学、材料科学等领域有广泛应用,特别是在化学反应平衡、相变和电化学过程中起着关键作用。它帮助科学家和工程师预测反应的方向和限度,优化工艺条件。