Natuurkunde · Begrippenlijst

Wat is Vrije energie van Helmholtz, vrije enthalpie van Gibbs?

Definitie 28.3 Universitaire natuurkunde — jaar 2 · Hoofdstuk 28 — Thermodynamische potentialen
F=UTS(vrije energie),G=HTS=U+PVTS(vrije enthalpie).F = U - TS \quad\text{(\emph{vrije energie})}, \qquad G = H - TS = U + PV - TS \quad\text{(\emph{vrije enthalpie})}.

Beide zijn extensieve toestandsfuncties, gemeten in joule.

Voorbeelden

Voorbeeld 28.5 (Het volmaakte gas)

Voor nn mol geven U=ncVT+U0U = nc_{V}T + U_0 en S=ncVlnT+nRlnV+S0S = nc_V\ln T + nR\ln V + S_0 dat F(T,V)=nRTlnV+f(T)F(T,V) = -nRT\ln V + f(T): dan is P=VF=nRT/VP = -\partial_VF = nRT/V — de toestandsvergelijking komt uit FF — en S=TFS = -\partial_TF geeft de entropie terug. In de veranderlijken (T,P)(T,P) is G(T,P)=nRTlnP+g(T)G(T,P) = nRT\ln P + g(T), zodat V=PG=nRT/PV = \partial_PG = nRT/P, en de molaire vrije enthalpie μ(T,P)=μ(T)+RTln(P/P)\mu(T,P) = \mu^\circ(T) + RT\ln(P/P^\circ) — de chemische potentiaal van het gas, die met zijn druk groeit: gas stroomt van hoge naar lage μ\mu, hier van hoge naar lage druk.

Lees in het hoofdstuk →