吉布斯─亥姆霍茲方程,是對計算系統的吉布斯自由能變化的有用熱力學公式。為一溫度函數。此方程式以约西亚·吉布斯與赫尔曼·冯·亥姆霍兹來命名:
:\left( \frac{\partial ( \frac{G} {T} ) } {\partial T} \right)_{p\,} = - \frac {H} {T^2}
其中:
:H\, 焓
:T\, 絕對溫度
:G\, 吉布斯能
在定壓P\,下,達成平衡的關鍵為:在微小變化中 G/T 與 T 的比值.
對於化學反應,方程式又可寫成:
:\left( \frac{\partial ( \frac{\Delta G} {T} ) } {\partial T} \right)_{p\,} = - \frac {\Delta H} {T^2}
其中 \Delta G\, 為吉布斯能變化量及\Delta H\, 為焓的變化量(為一溫度獨立變數)。
也可重新寫成:
: \frac{\Delta G,T_2}{T_2} - \frac{\Delta G^\circ,T_1}{T_1} = \Delta H^\circ(P)*(\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1})
上述方程能夠藉由於25°C 及 1 bar的情況下所定的標準吉布斯能,快速的算出在任何溫度下,化學反應所造成的吉布斯能變化
透過:
:\ \Delta G^\circ = -RT \ln K
能讓方程式連結吉布斯能與平衡常數,或凡何夫方程式。
證明
在封閉系統下,吉布斯能為:
:dG = - SdT + VdP \,
在定壓P\, (dP = 0)下可簡化成:
:dG_{p\,} = - SdT \,
或
: \left(\frac{\partial G}{\partial T}\right)_{p\,} = - S \,
在除法定則的幫忙下, G/T 的比值可視 T 而定:
:\left( \frac{\partial ( \frac{G} {T} ) } {\partial T} \right)_{p\,}= \frac{\left( \frac{\partial G}{\partial T} \right)_{p\,}}{T} - \frac{G}{T^2} = \frac{T\left ( \frac{\partial G}{\partial T} \right)_{p\,}- G}{T^2} = \frac{-ST - G}{T^2} = \frac{-H}{T^2}
經歷一段時間後,發現可寫成:
:\left( \frac{\partial ( \frac{G} {T} ) } {\partial\left(\frac{1}{T}\right)}\right)_{p\,}= H
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