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Equilibrio y Energía de Gibbs

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Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$Q$
Q
Calor intercambiado
J
$U$
U
Energía interna
J
$G_0$
G_0
Energía libre de Gibbs del reservorio
J
$S$
S
Entropía
J/K
$p_0$
p_0
Presión del reservorio
Pa
$T_0$
T_0
Temperatura del reservorio
K
$W$
W
Trabajo
J
$\Delta U$
DU
Variación de la energía interna
J
$\Delta G_0$
DG_0
Variación de la energía libre de Gibbs del reservorio
J
$\Delta S$
DS
Variación de la entropía
J/K
$\Delta S_0$
DS_0
Variación de la entropía del reservorio
J/K
$\Delta S_t$
DS_t
Variación de la entropía total
J/K
$\Delta V$
DV
Variación del volumen
m^3
$V$
V
Volumen
m^3

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Ecuaciones


Ejemplos

Si se consideran dos sistemas A y A_0 cualquier cambio que se haga sera tal que la suma de las variaciones de las respectivas entrop as \Delta S y \Delta S_0 siempre ser igual o se incrementar con list

equation

Si el cambio se origina porque el sistema A absorbe el calor Q desde el reservorio A_0 entonces en el cambio de la entropia total con list=3965

equation=3965



la entrop a del reservorio se reducir con list en

equation

El calor Q lleva a que el sistema A aumenta su volumen en \Delta V que depende de cuanto calor contribuye a aumentar la energ a interna \Delta\bar{U}, el trabajo p_0\Delta V que realiza en funci n de modificar el volumen y cualquier otro trabajo W. Por la primera ley de la termodin mica el calor ser con list igual a

equation

De esta forma el cambio de la entropia total de ambos sistemas con list=3965

equation=3965



se puede escribir con la ayuda con list=3923

equation=9623



y con list=3924

equation=9624



como con list

equation

Como buscamos estudiar los cambios de face en que el sistema sufre un cambio que involucra la energ a de su constituci n se debe estudiar los cambios de la energ a libre de Gibbs. Dado que esta se define con list=9043 como

equation=9043



para el sistema A sujeto a la presi n p_0 y temperatura T_0 mantenida por el reservorio se tiene una energ a libre de Gibbs con list igual a

equation

Si la energ a libre de Gibbs del sistema A es con list=9626

equation=9626



donde se mantiene la presi n p_0 y la temperatura T_0 fijos por el efecto del reservorio. Por ello la variaci n de la energ a libre de Gibbs solo estara asociada a la variaci n de la energ a interna \Delta U, del volumen \Delta V y de la entropia \Delta S por lo que se tendr que con list

equation

Si reemplazamos la variaci n de la entropia \Delta S del sistema A, de la ecuaci n con list=9627

equation=9627



en la ecuaci n del cambio de la entropia total con list=9625

equation=9625



se obtiene una expresi n de la variaci n de la entropia total en funci n de la variaci n de la energ a libre de Gibbs con list

equation

Si la entrop a total es con list=3965

equation=3965\\n\\ny solo puede incrementarse, osea\\n\\n

$\Delta S_t\geq 0$



lo que lleva a que con list

equation

En otras palabras el m ximo trabajo que se puede realizar es igual a -\Delta G_0 o sea corresponde a la energ a libre o sea el m ximo de energ a que se puede convertir en trabajo.

Como la la variaci n de la energ a libre de Gibbs es con list=3974

equation=3974\\n\\nse tiene que para temperatura T_0 y presi n p_0 constante el trabajo W es cero por lo que la variaci n de la entrop a total es\\n\\n

$\Delta S_t=-\displaystyle\frac{\Delta G_0}{T_0}$



lo que significa que de ser esta m xima la energ a libre de Gibbs debe ser m nima con list

equation


>Modelo

ID:(545, 0)