افتح القائمة الرئيسية
Question book-new.svg
المحتوى هنا ينقصه الاستشهاد بمصادر. يرجى إيراد مصادر موثوق بها. أي معلومات غير موثقة يمكن التشكيك بها وإزالتها. (يوليو 2016)

محتوى الشغل في الكيمياء (بالإنجليزية: Work content)

في التحليل الترموديناميكي للتفاعلات الكيميائية تعبر الحرارة الحرة عن إحدى تعبيرين خاصين بكمية الحرارة التي تنتج أو يستهلكها تفاعل كيميائي ( بعض التفاعلات تنتج حرارة ، وبعضها يحتاج لحرارة لكي يتم ). ويحاول الكيميائي الاستفادة من تلك الحرارة الحرة واستغلالها " لأداء شغل" بأحسن طريقة ( مثل محرك احتراق داخلي يحرق الكيروسين وينتج حركة) ؛ أي مع تقليل كمية الحرارة الضائعة (التي تخرج مع غاز العادم) قدر الإمكان. فعندما يتغير نظام كيميائي فإن طاقته الحرة تقل .

وعندما يتغير نظام من جزيئات ، سواء كان عن طريق تفاعل كيميائي أو تغير في إحدى صفاته الطبيعية ، مثل التبلور مثلا، فمن الممكن ان يحدث أحد التغيرين:

فإذا رمزنا الطاقة الداخلية للنظام الترموديناميكي ، ولدرجة الحرارة بالرمز ، و الإنتروبية بالرمز ، فإن التغير في الطاقة الحرة والتغير في الإنتروبية يعطيان بالمعادلة:

حيث تنخفض طاقة هلمهولتز الحرة للنظام - المسماة باسم الفيزيائي هيرمان هلمهولز .

تلك المعادلة تنطبق في حالة عدم تغير في حجم النظام ؛ مثلما تفاعل في وعاء مغلق ومحكم . ويكون التغير في الطاقة الحرة لهلمهولز مساويا للحد الأقصى للشغل الناتج من التفاعل في حجم ثابت .

وعند درجة حرارة ثابتة ، تنطبق المعادلة:

فإذا كان الوعاء مفتوحا - أي أن التفاعل يتم تحت ضغط ثابت - فإن الإنثالبي

يحل محل الطاقة وتكون الكمية التي تنخفض هي كمية طاقة غيبس الحرة ؛ حيث هو الضغط و الحجم : وتصبح المعادلة التي تعطي التغير في الحرارة الداخلية للنظام هي طاقة غيبس الحرة:

وقد سميت تلك الطاقة باسم مكتشفها العالم الفيزيائي ويلارد غيبس.

انظر أيضاعدل