Енергія Гіббса та її використання для опису можливості протікання процесів

Розрахунок танення льоду

Хорошим прикладом реакції, в якій знак енергії Гіббса залежить від температури, є танення льоду. Для такого процесу ΔH = 6,01 кДж/моль, тобто реакція ендотермічна, ΔS = 22,0 Дж/моль*К, тобто процес відбувається зі збільшенням ентропії.

Обчислимо для танення льоду температуру, при якій зміна енергії Гіббса буде дорівнює нулю, тобто система буде перебувати в рівноважному стані. З другого закону термодинаміки отримуємо: T = ΔH/ΔS, підставляючи значення вказаних величин, обчислюємо T = 6,01/0,022 = 273,18 K.

Якщо перевести температуру з Кельвінів у звичні градуси Цельсія, отримаємо 0 ºC. Тобто при температурі вище цього значення ΔG<0, і танення льоду відбувається мимовільно, при температурі нижче 0 ºC ΔG>0, і довільно вже буде йти зворотний процес, тобто кристалізація рідкої води.