怎么判断吉布斯自由能判据是否符合恒温恒压？

Answer 1

吉布斯自由能判据
常温下放热反应一般能够自发进行，反应有向放热反应方向进行的趋势；吸热但摘增加的反应在高温下能够自发进行，反应有向嫡增加方向进行的趋势。人们并不满足于对△H和△S分别加以考虑去判断反应方向的方法，希望找出更好的判据，综合考虑△H和△S对反应方向的影响。
在恒温、恒压有非体积功条件下，根据热力学第一定律
△U=Q+W体+W非
则有
Q=△U-W体-W非
=△U-(-p△V)-W非
=△U+p△V-W非
=△H-W非
由于可逆途径体系吸收的热量Qr最大，因此
Qr≥△H-W非
由于
△S=Qr/T
因此
T△S≥△H-W非
对于恒温过程
T2=T1
故
(T2S2-T1S1)≥(H2-H1)-W非
移项并整理得
-[(H2-T2S2)-(H1-T1S1)]≥-W非
由于H、T和S都是状态函数，所以(H-TS)也是状态函数，则可以定义一个新的状态函数G。
G=H-TS
G称为吉布斯自由能，简称自由能，是具有加和性的状态函数，单位与焓相同。所以
-△G≥-W非
在恒温、恒压条件下，吉布斯自由能G的减少值是体系对环境所做的非体积功的最大限度，并且这个最大值只有在可逆途径中才能实现。
环境对体系做的非体积功为W非，则-W非为体系对环境做的非体积功。
吉布斯自由能G是体系在恒温、恒压下做非体积功的能量，这就是吉布斯自由能的物理意义。
热力学第二定律
利用吉布斯自由能判据(-△G≥-W非)可以判断在恒温、恒压有非体积功时反应的方向。

原电池反应就是有非体积功(电功)的过程。

本章中涉及的反应都是无非体积功的反应，恒温、恒压无非体积功时，化学反应方向的判据为

即吉布斯自由能减小的方向是恒温、恒压无非体积功反应自发进行的方向，这是热力学第二定律的一种表述形式。