Zobrazení zdroje stránky Gibbsova volná energie

'''Volná entalpie''', jinak řečeno '''Gibbsova volná energie''' či jen '''Gibbsova energie''' nebo '''Gibbsova funkce''', je jedním z [[termodynamický potenciál|termodynamických potenciálů]], tedy [[Fyzikální veličina#Veličiny extenzivní, intenzivní a protenzivní|extenzivní]] [[Stavová veličina|stavová]] [[termodynamická veličina]] s [[fyzikální rozměr veličiny|rozměrem]] [[energie]]. '''Gibbsova energie''' je [[stavová funkce]], která je zpravidla značená písmenem G, která popisuje chemické děje za podmínek konstantního tlaku, konstantní teploty a konstantních látkových množství, kdy [[entropie]] jako kritérium samovolnosti děje nevyhovuje. Samotná rovnice vyjadřující Gibbsovu energii byla postulována v roce [[1875]], kdy [[Josiah Willard Gibbs|J. W. Gibbs]] odvodil novou funkci G.<ref>{{Citace elektronického periodika |titul=Gibbsova energie |url=http://fikus.omska.cz/~bojkovsm/termodynamika/gibbsova_energie.html |datum přístupu=2012-03-22 |url archivu=https://web.archive.org/web/20120306063553/http://fikus.omska.cz/~bojkovsm/termodynamika/gibbsova_energie.html |datum archivace=2012-03-06 |nedostupné=ano }}</ref>  

Přirozenými proměnnými jsou pro Gibbsovu energii [[termodynamická teplota]], [[tlak]] a [[látkové množství]].

Vzhledem k tomu, že je vhodná pro posuzování termodynamické rovnováhy soustav při konstantním tlaku a teplotě, je často využívaná pro charakteristiku přirozeného směru chemických reakcí - které zpravidla probíhají při atmosférickém tlaku a teplotě prostředí.

== Jednotky a značení ==
Jak název napovídá, je volná entalpie čili Gibbsova energie [[fyzikální veličina|fyzikální veličinou]] stejného charakteru a rozměru jako energie.

Jednotka v [[soustava SI|soustavě SI]]: 1 [[joule]], značka 1 J

Doporučená značka veličiny: ''G''

== Vztahy ==
Ve všech vztazích <math>T \,</math> je [[termodynamická teplota]], <math>S \,</math> je [[entropie]], <math>p \,</math> je [[tlak]], <math>V \,</math> je [[objem]], <math>\mu_i \,</math> je [[chemický potenciál]] a <math>n_i \,</math> [[látkové množství]] ''i''-té [[Fáze (termodynamika)#Složka soustavy|složky]], <math>H \,</math> je [[entalpie]], <math>U \,</math> je [[vnitřní energie]]. 

Gibbsovu energii lze vyjádřit z [[entalpie]] vztahem:
:<math>G = H - TS \,</math>

Z [[vnitřní energie]] lze Gibbsovu energii vyjádřit vztahem:
:<math>G = U - TS + pV \,</math>

Diferenciál Gibbsovy energie lze v přirozených proměnných vyjádřit vztahem: 
:<math>\mathrm{d}G=-S\mathrm{d}T+V\mathrm{d}p+\sum_i\mu_i\mathrm{d}n_i\,</math>
jehož výsledkem je, že úbytek Gibbsovy energie ΔG systému za konstantního tlaku a teploty, je roven maximální práci, kterou může systém odevzdat do okolí.

== Kritérium stability rovnováhy ==
V mechanice se k charakterizování stability (mechanických) systémů v konzervativním silovém poli používá [[potenciální energie]] <math>E_\mathrm{p} \,</math> nebo obdobná veličina [[potenciál (fyzika)|potenciál]]. Stabilní rovnovážný systém je charakterizován minimem potenciální energie, žádná infinitezimální variace proměnných parametrů systému nemůže vést k jejímu poklesu. To lze zapsat vztahem
:<math>\delta E_\mathrm{p} \geqq 0 \,</math>

U systémů s tepelnou výměnou s okolím je situace složitější. Pro systémy, u kterých je udržována konstantní teplota a tlak (běžné fyzikálně-chemické systémy při atmosférickém tlaku v termostatu nebo v přímém kontaktu s ohřívačem/chladičem) a neprobíhá látková výměna s okolím, ale koná se objemová práce, je vhodným potenciálem pro charakterizaci stabilní rovnováhy právě Gibbsova energie:
:<math>\left( \delta G \right)_{T,p,n} \geqq 0 \,</math>

== Reference ==
<references />

[[Kategorie:Termodynamika]]
[[Kategorie:Statistická mechanika]]
[[Kategorie:Energie]]
[[Kategorie:Chemická reakční kinetika]]