Free Energy, Gibbs' Free Energy   자유 에너지, 깁스 자유 에너지

(2018-11-08)
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1. Gibbs 자유 에너지화학반응이 스스로 일어날 수 있는 자발적 경향성을 나타냄
     - 주위와는 별개로 에서의 변화 만으로 자발성을 설명하기 위함

  ※ J. Willard Gibbs(1839~1903) : 미국 수학자
     - 화학반응자발적 과정인가 아닌가를 예측하기 위한 상태 함수로써 G를 제안


2. 자유 에너지의 정의 및 부호열역학적인 상태 함수 : G
     - 화학과정(일정한 온도,압력 하)의 자발적 변화 방향을 결정하는 열역학적인 상태 함수

  ㅇ 자유에너지 G 의 정의
     - 자유 에너지는, 온도(T),엔탈피(H),엔트로피(S)를 결합시켜 정의됨
        . 즉,  G = H - T·S

     - 자유에너지의 변화량 (등온과정의 경우)
        . ΔG = ΔH - TΔS   
           .. ΔG : 자유 에너지 변화량 
           .. T   : 절대온도 (여기서는, 일정/등온 가정)
           .. ΔH : 엔탈피 (필요한 에너지량으로써의 반응열 : 발열, 흡열)
           .. ΔS : 엔트로피 (무질서의 척도)

  ㅇ 자유에너지 변화량(ΔG)의 부호
     -  (-) : 자발적 과정       (ΔG < 0)
     -  (+) : 비 자발적 과정    (ΔG > 0)
     -  (0) : 열역학적 평형상태 (ΔG = 0)

  ㅇ 일반적으로, 
     - 열역학적 계(系)의 변화의 방향성은,
        . 자유 에너지가 감소(-)하는 방향으로 진행됨 
     - 이것이 극소로 될 때, 열 평형 상태가 실현됨
        . 이때의 자유 에너지는 변화가 없는 상태


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