
【化】 free enthalpy,Gibbs function; Gibbs free energy; Gibbs function
吉布斯函数(Gibbs function),英文术语为"Gibbs free energy",是热力学系统中用于衡量等温等压条件下过程自发性的核心物理量。该概念由美国科学家约西亚·吉布斯(Josiah Willard Gibbs)于1876年提出,其数学表达式为: $$ G = H - TS $$ 其中$G$表示吉布斯自由能,$H$为焓,$T$为绝对温度,$S$为熵。该公式揭示了系统在温度恒定且压力恒定的环境中,能量转化与熵变的平衡关系。
在工程与化学领域,吉布斯函数的变化量($Delta G$)被广泛用于预测反应方向:当$Delta G < 0$时过程自发进行,$Delta G > 0$时需外界能量输入,$Delta G = 0$则系统处于平衡态。这一判据在化工生产、电池设计和材料合成中具有重要应用价值,例如通过计算电极反应的吉布斯自由能变化来优化燃料电池效率。
根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的定义,吉布斯函数属于热力学势函数体系,其全微分形式$dG = Vdp - SdT + sum mu_i dN_i$完整描述了多组分开放系统的状态变化规律。在汉英词典编纂中,该词条通常标注为名词性专业术语,并强调其与亥姆霍兹自由能(Helmholtz free energy)在适用条件上的区别。
参考来源:
吉布斯函数(又称吉布斯自由能或自由焓)是热力学中用于判断过程自发性的重要状态函数,其核心定义和意义如下:
吉布斯函数(符号为( G ))的表达式为: $$ G = H - TS $$ 其中:
该公式表明,吉布斯函数综合了能量(焓)与无序度(熵)的共同影响。
如需进一步了解具体计算案例或公式推导,可参考热力学教材或权威百科(如)。
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