1樓：小皓粉絲團
自由能這個名字，肯定是要突出與energy的區別的。數學形式上各個熱力學勢通過勒讓德變換聯絡在一起，但另一方面，我們可以從最大功定理看到，各種熱力學勢就是對應巨集觀條件下系統可以輸出的最大功。由於熱力學第二定遊笑毀律的限制，系統的內能中只有一部分是可以輸出功的，另一部分相當於「禁錮」在了系統中不能對外做功。
那麼能輸出的那部分能量，自然就是free的能量了。內能也可以看作在滿足孤立條件時的自由能。 至於巨勢（grand potential）我也對這名字好奇爆了。。。
巨正神備則系綜也是，可以看得出來這個名字是粒子數成為變數導致的，但具體為何使用grand一詞，不太理解。自由能(free energy)在物理化學中，按照亥姆霍茲的定容自由能f與吉布斯的定壓自由能g的定義，g=a+pv （p為壓力，v為體積）。在生物的反應中，因為△（pv）可以忽略不計，所以兩者是相同的。
只有這樣，a的變化△a=△u-t△s才成為主要討論的問題（u、t、s分別是該系統的內能、絕對溫度、熵）。△a給出了生物反應中釋放出來可用於做功的能量上限。其變化量（一般用△g*表示）在生物學上使用時必須注意下列事項：
水的活度，可隨意設為進行計算因[h+]=1m並不符合實際情況，一般認為[h+]=10^(-7) m（ph=7），為了區別其符號寫成△g0′；⑶例如反應，因各種成分並非標準濃度（1m），把實際濃度代入下式後其值△g′就有問題了在共軛反應中，要注意各種成分反應公升拆的變化量之和把△g0改為用平衡常數（keq）表示，往往是很有用的。<>
2樓：網友
首先從熵開始，熱力學第二定律的克勞修斯表述告訴我們，對於乙個孤立絕熱體系（無傳熱，無傳質，漏纖無體積變化）的自發過程，其熵變都是大於等於零的。這樣用熵這個狀態函式就可以很容易地在數學上判定任何孤立絕熱體系的演化方向，這個我相信你已經理解了。但是現實體系大多數都不是孤立絕熱的，而多數時候是等溫等容（比如控溫剛性反應釜中的反應）或是等溫等壓（比如敞口燒杯中的反應）的。
破壞了孤立絕熱的條件，單純用熵變來判定方豎搜雹向就失效餘帆了。但是人們又希望能有乙個類似於熵的狀態函式來幫助我們判定等容或等壓反應的方向，那該怎麼辦呢？方法是假想乙個近乎無限大的處於平衡態的環境(e)，並使之與你考慮的體系(s)相接觸，s本身的體積和能量可以變化，但s只能和e發生體積和能量交換，所以e+s總體上體積和能量都不發生變化，是孤立絕熱的，那麼就可以針對e+s使用熵增原理分析反應方向。
這種分析的結果就導致了兩個自由能函式（對於等容體系是赫爾姆茲自由能，對於等壓體系是吉布斯自由能）的誕生。具體的推導過程請參見你的熱力學課本。簡而言之，由於e無限大，e的變化基本可以認為是可逆的，這樣環境e的熵變(ds)完全可以通過體系和環境的傳熱來計算（dq/t），而dq又可以通過能量守恆和體系s的內能和體積變化聯絡起來，所以最終，e+s的總熵變，可以寫成乙個體系s的熵變以及體系s的內能和體積的函式，這個函式就是自由能。
什麼是熱力學能
3樓：匿名使用者
就是內能熱力學系統的熱運動能量。廣義地說，內能是由系統內部狀況決定的能量。熱力學系統由大量分子、原子組成，儲存在系統內部的能量是全部微觀粒子各種能量的總和，即微觀粒子的動能、勢能、化學能、電離能、核能等等的總和 。
由於在系統經歷的熱力學過程中，物質的分子、原子、原子核的結構一般都不發生變化，即分子的內稟能量（原子間相互作用能、原子內的能量、核能）保持不變，可作為常量扣除。因此，系統的內能通常是指全部分子的動能以及分子間相互作用勢能之和，前者包括分子平動、轉動、振動的動能（以及分子內原子振動的勢能），後者是所有可能的分子對之間相互作用勢能的總和。內能是態函式。
真實氣體的內能是溫度和體積的函式。理想氣體的分子間無相互作用，其內能只是溫度的函式。
通過作功、傳熱，系統與外界交換能量，內能改變。
熱力學的吉布斯自由能有什麼意義？用它能反映什麼？求詳細解答
4樓：大笨土豬
吉布斯自由能是乙個人造的物理量，定義為g=h-ts。常見的化學過程多為定溫定壓（系統的溫度和壓力不變，並且和環境相等）條件下進行，或者可以近似為定溫定壓。此時，若某一微小變化過程中系統的熵變為ds，系統的焓變為dh，則根據熵的定義式ds=dq可逆/t可得，環境（視為無限大，故環境從系統獲得的熱交換視為可逆）的熵變為ds環境=-dq/t（系統吸熱(q為正值)則環境失去熱量，反之(q為負值)則環境獲得熱量，故加負號）=-dh/t（定壓條件下，dh=dq）。
根據熵增加原理，過程自發的充要條件為ds總=ds+ds環境=ds-dh/t≥0，即dh-tds（就是dg）≤0，這樣，dg的符號就可以反映很多化學過程過程的自發性。這也是創造g這個物理量的主要目的。
以上均不考慮非體積功。
自由度的熱力學自由度
5樓：韓曉柒
熱力學中，自由度 f 是當系統為平衡狀態時，在不改變相對數目情況下，可獨立改變的因素（如溫度和壓力），這些變數的數目叫做自由度數。例如，液態水系統，可以在一定範圍內任意改變溫度和壓力，仍可保持單相的水不變，則該系統的自由度為2，記作f = 2。若系統是液態水與水蒸氣平衡共存，如果指定溫度，則系統壓力必須等於該溫度下的水的飽和蒸汽壓，否則系統中汽、液兩相就會有一相消失，這時壓力並不能任意選擇，故自由度數為1，即f = 1。
也就是說，若系統保持汽-液共存的相態不變，溫度和壓力兩者中只能任意變動乙個。因此自由度數實際上是系統的獨立變數數。
系統的自由度跟其他變數的關係。
f = c - p + n
其中 f：表示系統的自由度。
c ：系統的獨立組元數（number of independent component）
p ：相態數目。
n ：外界因素，多數取n=2，代表壓力和溫度；對於熔點極高的固體，蒸汽壓的影響非常小，可取n=1。
什麼是自由能？
6樓：超英雄
gibbs自由能g=h-ts 熱力學上用於計算反應發生的可能性。
自由能的本質是什麼？
7樓：曉風吹夢醉
它的本質是：系統可對外輸出的「有用能量」
自由能 free energy ：在熱力學當中，自由能指的是在某乙個熱力學過程中，系統減少的內能中可以轉化為對外做功的部分，它衡量的是：在乙個特定的熱力學過程中，系統可對外輸出的「有用能量」。
可分為亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能。
化學裡的自由能的概念是什麼？
8樓：月風千殺舞
公式是∶∆g=∆h-t∆s
對於乙個化學反應，可以像給出它的標準摩爾反應焓△rhmθ一樣給出它的標準摩爾反應自由能變化△rgmθ（為簡潔起見，常簡稱反應自由能）。
跟熱力學能變△u、焓變△h隨溫度與壓力的改變不會發生大的改變完全不同，反應自由能△rgm隨溫度與壓力的改變將發生很大的改變。o(∩_o，希望對你有幫助，望採納。
熱力學中的吉布斯自由能，為什麼要那樣定義？請從機理上解釋？
9樓：第壹刀
吉布斯自由能是gibbs發表的一篇300多頁的**中定義的乙個物理量。
在他的闡述中，吉布斯自由能g可以作為化學平衡的乙個重要判據。
g的微分形式則表現為分子的化學勢。
能夠進行粒子和能量交換兩個巨集觀系統，分子總是從化學勢高的相進入化學勢低的相，從而降低系統的總自由能，並使系統達到平衡態，達到平衡時將滿足溫度相等ta=tb和化學勢相等μa=μb。在判斷化學反應方向的時候，我們常用吉布斯自由能來判斷，相比之下化學勢判斷更為基本。）
吉布斯自由能還可以進行擴充套件，熱力學中g=u-ts+pv，如果考慮電場和磁場的作用，還會更為複雜。
不僅僅是熱力學，晶體學中，也可以利用自由能判據，來判斷晶體的相平衡與相變等。
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