标準自由能變化英文解釋翻譯、标準自由能變化的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 standard free energy change

分詞翻譯：

标準的英語翻譯：

criteria; level; mark; measure; normal; par; rule; standard; criterion
【計】 etalon; normal; STD
【化】 standards
【醫】 norm; normo-; rubric; standard
【經】 denominator; norm; standard

自由能的英語翻譯：

【計】 free energy
【化】 free energy; work function

變化的英語翻譯：

change; turn; vary; diversification; movement; transformation; transmutation
variation
【醫】 allaxis; alleosis; alloeosis; change

專業解析

在熱力學和物理化學領域，标準自由能變化（英文：Standard Free Energy Change，通常表示為ΔG°）是一個核心概念，用于描述在标準狀态下（通常指298 K溫度、1 bar壓強及各物質濃度為1 mol/L的理想狀态），化學反應或物理過程自發進行的趨勢和限度。其詳細含義可從漢英詞典及專業角度解釋如下：

一、核心定義

漢語釋義：标準自由能變化（ΔG°）指在标準狀态（各反應物和生成物均處于其标準态）下，化學反應體系吉布斯自由能（Gibbs Free Energy）的變化值。它定量反映了該反應在标準條件下自發進行的可能性及達到平衡時的狀态。
英文釋義： TheStandard Free Energy Change (ΔG°) is the change in Gibbs free energy for a process when all reactants and products are in their standard states (typically 1 bar pressure, 1 M concentration for solutes, pure substances for solids/liquids, at a specified temperature, usually 298 K). It indicates the spontaneity and equilibrium position of a reaction under these defined conditions.

二、關鍵特征與意義

預測反應自發性（Predicting Spontaneity）：
- 若ΔG° < 0，反應在标準狀态下能自發正向進行（熱力學上有利）。
- 若ΔG° > 0，反應在标準狀态下不能自發正向進行（正向非自發），其逆向反應自發。
- 若ΔG° = 0，反應在标準狀态下處于平衡狀态。
- 來源參考：Atkins, P., & de Paula, J. (2014). Atkins' Physical Chemistry (10th ed.). Oxford University Press. (Chapter 3: The Second Law)
與平衡常數的關系（Relation to Equilibrium Constant）：
- ΔG° 與反應的标準平衡常數 ( K^ominus ) 通過以下公式直接關聯： $$ Delta G^circ = -RT ln K^ominus $$ 其中：
  - ( R ) 為摩爾氣體常數（8.314 J/mol·K）
  - ( T ) 為絕對溫度（單位：K）
  - ( K^ominus ) 為标準平衡常數（無量綱）。
- 該公式是熱力學第二定律的核心應用之一，揭示了反應的标準自由能變化決定了其平衡位置。ΔG° 越負，K 越大，平衡越偏向産物。
- 來源參考：IUPAC Gold Book - Standard Gibbs Energy Change (ΔG°)
标準狀态（Standard State）的指定：
- ΔG° 的值嚴格依賴于對“标準狀态”的定義。标準狀态通常指：
  - 氣體：分壓為 1 bar (≈0.987 atm) 的理想氣體狀态。
  - 溶質（溶液）：濃度為 1 mol/L (1 M) 的理想溶液狀态。
  - 純液體或純固體：在 1 bar 壓力下的純淨物狀态。
  - 溫度：通常默認為 298.15 K (25°C)，但可指定其他溫度。
- 明确标準狀态是使用和比較 ΔG° 值的前提。
- 來源參考：NIST Chemistry WebBook - Notes on Standard State(需在網站内搜索相關說明)
計算與應用（Calculation and Applications）：
- ΔG° 可通過實驗測定平衡常數 ( K ) 并利用公式 ( Delta G^circ = -RT ln K ) 計算。
- 更常用的是利用标準摩爾生成吉布斯自由能（ΔfG°）計算： $$ Delta G^circ = sum u_i Delta_f G^circ_i(text{products}) - sum u_j Delta_f G^circ_j(text{reactants}) $$ 其中 ( u_i, u_j ) 是化學計量數。
- 應用廣泛，包括預測反應方向、計算平衡常數、估算電池電動勢、理解生物化學反應等。
- 來源參考：MIT OpenCourseWare - Thermodynamics & Kinetics(Lecture Notes)

三、總結

标準自由能變化（ΔG°）是熱力學中一個關鍵的狀态函數變化量，在特定标準狀态下定義了化學反應或過程的自發傾向和平衡特征。其負值大小直接關聯于反應的自發程度和平衡常數，是連接熱力學基本原理（吉布斯自由能最小化）與實際化學反應行為（方向、限度）的核心橋梁。理解 ΔG° 對于化學、生物化學、材料科學和工程領域至關重要。

網絡擴展解釋

标準自由能變化是熱力學中用于判斷化學反應自發性的重要參數，具體解釋如下：

1.定義

标準自由能變化（ΔG°）是指在标準條件下（溫度298K、壓力1atm、溶質濃度1mol/L、pH7.0時），反應物完全轉化為産物時體系的吉布斯自由能變化。它反映了化學反應在标準狀态下的熱力學傾向性。

2.計算公式

标準自由能變化可通過以下公式計算： $$ Delta G^circ = Delta H^circ - TDelta S^circ $$ 其中：

ΔH°為标準焓變；
T為溫度（單位：K）；
ΔS°為标準熵變。

3.判斷反應方向

根據ΔG的符號可判斷反應方向：

ΔG < 0：反應自發進行；
ΔG > 0：反應非自發（需外界能量驅動）；
ΔG = 0：體系處于平衡狀态。

4.與生成自由能的關聯

标準生成自由能（ΔG_f°）是标準自由能變化的特例，指由穩定單質生成1mol化合物時的自由能變化，常用于計算反應的ΔG°。

5.注意事項

标準自由能變化（ΔG°）與任意條件下的自由能變化（ΔG）不同，後者需通過範特霍夫等溫式修正： $$ Delta G = Delta G^circ + RTln Q $$ 其中Q為反應商。
标準狀态可能包含“假想态”，如純固體或純液體的标準活度為1。

若需進一步了解具體反應的ΔG°計算或實驗測定方法，可查閱熱力學教材或專業數據庫。