게시판 > 질답게시판 > 상평형에서 깁스에너지변화의 분자관점에서의 해석

스테파노 Stefano

16-05-16 16:26

(1a) < ...자유에너지라는 것이 입자의 자유로운 정도...고체보단 액체가, 액체보단 기체가 분자가 자유로우니 자유에너지가 큽니다....> 라고 섬령하고 있는데 이는 맞지 않는 말입니다. 마치 "분자가 자유롭게 돌아다닐수 있는 척도"라고 알고 있으면 G=0인 상태는 바로 절대0도로 인식하고 있다는 것인데 이는 큰 잘못입니다.

(1b) 순수성분이 기-액 평형상태를 유지할 때 상태함수에서 온도(1) , 압력(1), 성분수효(C=1), 상의수효(P=2), 등의 관계를 정의하는 "Phase Rule"에서 "자유도(Degree of Freedon)는 F=C+ P -2 =1 이 됩니다. 왜 0이라고 알고 있는지??

(1c) 두 기체를 혼합하는 것은 자발적이라고 이해하는 것은 가스가 혼합되는 과정이 엔트로피 증가과정이라는 것을 의미하는 것으로 봅니다. 액상-기상을 섞는 과정은 섞음으로써 열이동, 온도변화, 압력변화 등의 여부가 정의되지 않으면 Gibbs Energy 변호를 언급할 수 없습니다.

(2)물과 수증기가 평형을 이루고 있다는 것은 서로 혼합되는 과정이 아니라 일정온도 일정압력에서 물과 수증기가 함께 존재하고 있다는 뜻으로 그 상태에서는 평형이기 때문에 어느 쪽으로 상의 증감이 일어나지 않는다는 것을 의미합니다. 즉 Free Energy 변화가 없다 즉 ΔG=0이라를 조건이 됩니다.

(3) 과냉각 상태라면 일시적으로 준평형상태에 존재하는 것이지만 어떤 충격에 의해서 변화되는 과정은 온도변화와 함께 열의 출입을 동반하기 때문에 과냉각상태에서 일부 상변화를 일으키고 평형온도에 도달하는 과정이 바로 "자발적으로 진행되는 과정" 즉 ΔG<0이되는 변화과정이 됩니다.

Gibbs Free Energy 정의식과 Free Energy 변화수식의 부호에 따른 자발적, 비자발적, 평형 변화에 대해 자세히 알아보도록 하세요. Gibbs가 정의한 자유에너지(Gibbs' Free Energy)는 열역학적 상태함수로 다음과 같이 정의된 함수입니다.
G = H- TS........................................(1)

자유에너지변화는 어느 정방향 변화과정이 자연적으로 일어날 수 있느냐 아니면 강압적으로 일어날 수 있느냐를 판단하는 지표로 사용됩니다.

1) 자연적으로 정방향 변화과정진행시.... ΔG < 0
2) 역방향으로 자연적 변화과정진행시.... ΔG >0
3) 정, 역방향 변화과정 평형 도달시 .......ΔG =0

(1a)  < ...자유에너지라는 것이 입자의 자유로운 정도...고체보단 액체가, 액체보단 기체가 분자가 자유로우니 자유에너지가 큽니다....>  라고 섬령하고 있는데 이는 맞지 않는 말입니다.  마치 "분자가 자유롭게 돌아다닐수 있는 척도"라고 알고 있으면 G=0인 상태는 바로 절대0도로 인식하고 있다는 것인데 이는 큰 잘못입니다.

(1b) 순수성분이 기-액 평형상태를 유지할 때 상태함수에서 온도(1) , 압력(1), 성분수효(C=1), 상의수효(P=2), 등의 관계를 정의하는 "Phase Rule"에서 "자유도(Degree of Freedon)는  F=C+ P -2 =1 이 됩니다.  왜 0이라고 알고 있는지??

(1c) 두 기체를 혼합하는 것은 자발적이라고 이해하는 것은 가스가 혼합되는 과정이 엔트로피 증가과정이라는 것을 의미하는 것으로 봅니다.  액상-기상을 섞는 과정은 섞음으로써 열이동, 온도변화, 압력변화 등의 여부가 정의되지 않으면 Gibbs Energy 변호를 언급할 수 없습니다.

(2)물과 수증기가 평형을 이루고 있다는 것은 서로 혼합되는 과정이 아니라 일정온도 일정압력에서 물과 수증기가 함께 존재하고 있다는 뜻으로 그 상태에서는 평형이기 때문에 어느 쪽으로 상의 증감이 일어나지 않는다는 것을 의미합니다.  즉  Free Energy 변화가 없다 즉  ΔG=0이라를 조건이 됩니다.

(3) 과냉각 상태라면 일시적으로 준평형상태에 존재하는 것이지만 어떤 충격에 의해서 변화되는 과정은 온도변화와 함께 열의 출입을 동반하기 때문에 과냉각상태에서 일부 상변화를 일으키고 평형온도에 도달하는 과정이 바로 "자발적으로 진행되는 과정" 즉 ΔG<0이되는 변화과정이 됩니다.

Gibbs Free Energy 정의식과 Free Energy 변화수식의 부호에 따른 자발적, 비자발적, 평형 변화에 대해 자세히 알아보도록 하세요.  Gibbs가 정의한 자유에너지(Gibbs' Free Energy)는 열역학적 상태함수로 다음과 같이 정의된 함수입니다. 
G = H- TS........................................(1)

자유에너지변화는 어느 정방향 변화과정이 자연적으로 일어날 수 있느냐 아니면 강압적으로 일어날 수 있느냐를  판단하는 지표로 사용됩니다.

1) 자연적으로 정방향 변화과정진행시.... ΔG < 0
2) 역방향으로 자연적 변화과정진행시.... ΔG >0 
3) 정, 역방향 변화과정 평형 도달시 .......ΔG =0

Anythingto… Anythingtodo

16-05-16 18:19

복잡한 생각을 떠나서 깁스에너지에 관하여 다시 기본적인 정의를 생각해보겠습니다. 답변 감사드립니다!