3 svar
93 visningar
naytte behöver inte mer hjälp
naytte 7419 – Moderator
Postad: 19 okt 20:11 Redigerad: 19 okt 20:11

Hur slutför man beviset om att dG=0 vid jämvikt?

Hej!

Då jag har en kurs i termodynamik har jag börjat fundera lite på kemisk termodynamik och teoretisk kemi och har en fundering. Det är vida känt att ett system ligger i jämvikt då (dG)P,T=0(dG)_{P,T}=0. Jag har försökt härleda det här sambandet för ett enkelt system (ett system vars jämviktstillstånd kan karaktäriseras fullständigt av intern energi, volym och substansmängder) med rr komponenter, men jag fastnar lite grand. Nedan visar jag hur jag har tänkt hittills.

Vi börjar med att konstatera definitionen av Gibbs fria energi (som intressant nog kallas fria entalpin i tysk litteratur)

G:=H-TS=U+PV-TSG:=H-TS=U+PV-TS

Vi bildar differentialen av GG under konstant tryck och temperatur och erhåller

(dG)P,T=dU+PdV-TdS(dG)_{P,T}=dU+PdV-TdS

Vidare inser vi att vi kan skriva om differentialen dU=TdS-PdV+i=1rμidNidU=TdS-PdV+\sum_{i=1}^{r}\mu_idN_i. Detta innebär alltså att differentialen av Gibbs fria energi under de givna betingelserna kan skrivas

dGP,T=i=1rμidNi\displaystyle \left(dG\right)_{P,T}=\sum_{i=1}^{r}\mu_i dN_i

Det går att härleda relativt enkelt genom att se var entropin är maximerad att ett system som detta i jämvikt uppfyller

j=1rVjμj=0\displaystyle \sum_{j=1}^{r}\mathcal{V}_j\mu_j=0

där Vj\mathcal{V}_j betecknar de stökiometriska koefficienterna hos de ingående species. Det känns som om det på något sätt borde gå att använda den senaste ekvationen för att visa att dG=0dG=0, men jag är osäker på hur.

Hjälp uppskattas!

naytte 7419 – Moderator
Postad: 20 okt 20:45

bump

naytte 7419 – Moderator
Postad: 22 okt 23:05

bump

naytte 7419 – Moderator
Postad: 22 okt 23:34 Redigerad: 22 okt 23:34

Jag tror att det löste sig. Om vi utnyttjar reaktionens omsatsvariabel dξd\xi, kan vi skriva om

dGP,T=i=1rμidNi=i=1rμiVidξ=dξi=1rμiVi=0\displaystyle \left(dG\right)_{P,T}=\sum_{i=1}^{r}\mu_idN_i=\sum_{i=1}^{r}\mu_i\mathcal{V}_id\xi=d\xi \sum_{i=1}^{r}\mu_i\mathcal{V}_i=0

Svara
Close