Pregunta 9.a - Energies lliures de Gibbs · Química Física I UB Juny 2024

a. Per què és necessari introduir la funció termodinàmica d'energia lliure de Gibbs per disposar d'un criteri d'espontaneïtat i equilibri si el Segon Principi de la Termodinàmica ja empra l'entropia amb aquest propòsit?

Solución: El Segon Principi estableix que en qualsevol procés espontani l'entropia de l'univers augmenta ($\mathrm{d}S_\mathrm{univ} > 0$), o que l'entropia del sistema augmenta només si aquest és aïllat ($\mathrm{d}S_\mathrm{aïllat} \ge 0$). Com que la majoria de processos reals tenen lloc en sistemes no aïllats a temperatura i pressió constants, l'energia lliure de Gibbs ($G = H - TS$) permet traslladar el criteri d'augment d'entropia universal a propietats exclusives del propi sistema, resultant en $\mathrm{d}G_{T,P} < 0$ per a processos espontanis i $\mathrm{d}G_{T,P} = 0$ en l'equilibri.