Energia De Gibbs

La energía libre de Gibbs es: la energía liberada por un sistema para realizar trabajo útil a presión constante. Ésta se representa con el símbolo G y considera ambos cambios de tal forma que:

∆G = ∆H – T∆S

La variación de la energía libre ∆G, es una función de estado y tiene unidades de energía. Así, si en una reacción química se libera trabajo útil sin importar lo que ocurra en el universo el ∆G es negativo y por lo tanto será una reacción espontánea, puesto que considera la dispersión de la energía ∆H = - y la dispersión de la materia ∆S = + en el sistema.

De esta manera, si una reacción ocurre a bajas temperaturas con un cambio pequeño de entropía, entonces el término TDS será insignificante y DG dependerá principalmente de DH.

Las reacciones endotérmicas ocurren solamente si TDS es grande. La temperatura tiene que ser alta o tiene que haber aumento grande en la entropía para que predomine este término y sea el que determine el valor del ∆G.

Si:

∆G < 0 La reacción es espontánea en el sentido establecido.

∆G > 0 La reacción no es espontánea en el sentido establecido.

∆G = 0 El sistema está en equilibrio.

Enegía Libre de Helmholtz

En la termodinámica química de las reacciones y en los procesos no cíclicos, existen cuatro cantidades útiles llamadas "potenciales termodinámicos". Estos son la energía interna, la entalpía, la energía libre de Helmholtz y la energía libre de Gibbs. La energía libre de Helmholtz se define por

La energía interna U, podría ser considerada como la energía necesaria para crear el sistema, en ausencia de cambios en la temperatura o el volumen. Pero si el sistema se crea en un ambiente de temperatura T, entonces parte de la energía se puede obtener mediante la transferencia espontánea de calor desde el medio ambiente al sistema. La cantidad de transferencia de energía espontánea es TS, donde S es la entropía final del sistema. En ese caso ya no hay que poner más energía. Note que si se crea un estado final más desordenado (mayor entropía), se requiere menos trabajo para crearlo. Así pues, la energía libre de Helmholtz es una medida de la cantidad de energía que tenemos que poner para crear un sistema, una vez que ya se ha efectuado la transferencia espontánea de energía del medio ambiente.

Los cuatro potenciales termodinámicos están relacionados entre sí, por medio de las compensaciones que representan los términos de la "energía del ambiente" TS y el "trabajo de expansión" PV. Un diagrama mnemotécnico propuesto por Schroeder, le puede ayudar a no perder de vista las relaciones entre los cuatro potenciales termodinámicos.

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