Энергия Гиббса как критерий самопроизвольности процесса

В химических системах энтропийному фактору ΔS, действующему в направлении разъединения частиц и рассеяния вещества, противостоит энтальпийный фактор ΔH, действующий в направ­лении объединения частиц, образовании химической связи и межмолекулярного взаимодействия, сведения запаса энергии системы к минимуму.

Разность между энтальпийным и энтропийным факторами:

позволяет судить о возможности самопроизвольного протекания химического процесса в данном направлении. Данное математическое выражение называется объединенный закон термодинамики.

Величину G = Н - TSпринято называть энергией Гиббсав честь американского физика Д. У. Гиббса - одного из осново­положников современной химической термодинамики. До недав­него времени для величину G было принято называть изобарно-изотермический потенциал, а в медицинской литературе употребляется термин свободная энергия. Если величина имеет отрицательный знак ( <О), то это неопровержимо доказывает, что данный процесс принци­пиально осуществим и абсолютное значение разности определяет движущую силу этого процесса. Если же положительна, то в условии, для которых были измерены и , данная реакция протекать не может. Осуще­ствимой же окажется обратная реакция, для которой будет иметь отрицательное значение. Если =0, то система находится в равновесии.

Для определенной химической реакции величину ΔG можно вычислить по формуле:

Δ G_р-ции = ΣпΔG⁰ _прод. - ΣпΔG⁰ _исх.,

где: Δ G_р-ции – изменение энергии Гиббса данной реакции

ΔG⁰ – стандартная энергия Гиббса веществ, значение которой является постоянными и приводится в справочной литературе.

Человеческий организм является открытой термодинамической системой. Основным источником энергии для него является химическая энергия, заключенная в пищевых продуктах, часть которой расходуется на совершение работы внутри организма, связанной с дыханием, кровообращением, нагреванием вдыхаемого воздуха, воды и пищи, и совершением внешней работы, связанной со всеми перемещениями человека и его трудовой деятельностью.