吉布斯函数定义

【吉布斯函数定义】吉布斯函数，也称为吉布斯自由能（Gibbs Free Energy），是热力学中一个重要的状态函数，用于判断化学反应在恒温恒压条件下是否能够自发进行。它由美国物理化学家约西亚·威拉德·吉布斯（Josiah Willard Gibbs）提出，广泛应用于化学、材料科学和工程领域。

吉布斯函数的定义公式为：

$$

G = H - TS

$$

其中：

- $ G $ 是吉布斯自由能；

- $ H $ 是焓（系统的总热含量）；

- $ T $ 是热力学温度；

- $ S $ 是系统的熵。

当系统处于恒温恒压条件下时，若吉布斯函数减少，则反应可以自发进行；若吉布斯函数不变，则系统处于平衡状态；若吉布斯函数增加，则反应不能自发进行。

吉布斯函数定义总结表

项目	内容
中文名称	吉布斯函数 / 吉布斯自由能
英文名称	Gibbs Free Energy
提出者	约西亚·威拉德·吉布斯（Josiah Willard Gibbs）
定义式	$ G = H - TS $
应用条件	恒温恒压（$ T, p = \text{常数} $）
判断依据	反应自发性：$ \Delta G < 0 $ 表示可自发进行；$ \Delta G = 0 $ 表示平衡；$ \Delta G > 0 $ 表示不可自发
相关概念	焓（H）、熵（S）、热力学第二定律
物理意义	表示系统在恒温恒压下可做最大非体积功的能力

吉布斯函数不仅帮助我们理解化学反应的方向，还对工业生产中的反应条件优化具有重要指导意义。通过计算不同条件下的吉布斯函数变化，可以预测反应的可行性与最佳操作条件。

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