因此，在潜水面以上常形成毛细水带。图1-3各种形态的水在岩层中的分布气态水、结合水、毛细水和重力水在地壳最表层岩土中的分布有一定的规律性。当在松散岩土中开始挖井时，岩土是干燥的，但是实际上存在着气态水和结合水；继续向下挖，发现岩土潮湿，说明岩土中有毛细水存在；再向下掘进，便开始有水渗入井中，并逐渐形成地下水面，这就是重力水。......
2023-09-23
吉布斯自由能在物理化学中的应用
【摘要】：从吉布斯自由能的定义式G=H-TS可以看出：Gibbs自由能是焓中可以自由做功的那部分能量，所以G又称为吉布斯自由焓或简称自由焓，也称为吉布斯函数，这也是吉布斯自由能的物理意义。这一规则称为最小自由焓原理。综上所述，从热力学第二定律引出了熵判据（S判据），而在熵的基础上又引出了亥姆霍兹自由能判据（A判据）和吉布斯自由能判据（G判据）。
将上式移项整理并改变两边的符号，得：
在恒温恒压下，上式可改写为：
由于H=U+pV，上式即为：
由于H， T， S均为状态函数，其组合“H-TS”亦为状态函数，定义：
G称为吉布斯自由能，将上式代入式（2—103）得：
(www.chuimin.cn)
对于有限量变化，有
上两式表明，系统在恒温恒压可逆过程中所做的非体积功在数值上等于系统Gibbs自由能的减少；而系统在恒温恒压不可逆过程中所做的非体积功恒小于系统Gibbs自由能的减少值。
从吉布斯自由能的定义式G=H-TS可以看出：Gibbs自由能是焓中可以自由做功的那部分能量，所以G又称为吉布斯自由焓或简称自由焓，也称为吉布斯函数，这也是吉布斯自由能的物理意义。
2.吉布斯自由能判据（G判据）
该式称为吉布斯自由能判据，简称G判据。它表明：在恒温恒压及非体积功为零的条件下，封闭系统的状态总是自发地向着吉布斯自由能减少的方向进行，直到吉布斯自由能减少到该条件下的极小值时，状态不再自发改变，达到平衡态。这一规则称为最小自由焓原理。
综上所述，从热力学第二定律引出了熵判据（S判据），而在熵的基础上又引出了亥姆霍兹自由能判据（A判据）和吉布斯自由能判据（G判据）。这两个新的热力学判据克服了总熵判据的两个不足之处，即能够直接利用系统热力学函数的变化进行判断，不用再去考虑环境的热力学函数的变化。同时，它不仅能判断过程进行的方式（可逆和不可逆），而且能直接判断过程进行的方向和限度（自发和非自发）。三种热力学判据各自的适用条件如表2—2所示。
表2—2 判别自发过程的热力学判据
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