Cantera-tarkvara teoreetilised alused
2. Simulatsioonitarkvara teoreetilised alused – parandatud ja täpsustatud
2.2. Keemiline tasakaal
Gibbsi vabaenergia on otseselt seotud keemilise tasakaaluga, kuna süsteem saavutab tasakaalu siis, kui ΔG = 0. Gibbsi vabaenergia kirjeldab energia hulka, mis on keemilises süsteemis „vaba“ ehk kasutatav kasuliku töö tegemiseks. Seetõttu iseloomustab see, kui palju energiat on reaktsioonil võimalik anda edasi tööks pärast seda, kui on arvestatud süsteemi entroopia ja entalpia mõjud.
Kui ΔG < 0, on reaktsioon iseeneselik — süsteem liigub loomulikult parema tasakaalu poole.
Kui ΔG > 0, on reaktsioon mittes-iseeneselik — selleks, et reaktsioon toimuks, on vaja välisest allikast lisajõudu või -energiat.Gibbsi vabaenergia arvutamisel kasutatakse valemit 6:
\( G = H- TS ,(6) \)
Gibbsi vabaenergia muudu arvutamisel kasutatakse valemit 7:
\( ∆G = ∆H - ∆TS , (7) \)
Iseeneseliku reaktsiooni puhul Gibbsi vabaenergia muut peab olema väiksem kui 0 ning mittes-iseeneseliku reaktsioonil Gibbsi vabaenergia muut on vastupidi suurem.
Keemilise tasakaalu (segu) arvutamisel kasutatakse valemit 8:
\( dG = \Sigma_{i=1}^{N} μ_i dn_i = 0 → \)
\( X_{k}^{equil}= \frac{P_0}{P} exp(-\frac{g_k^0(T)}{RT} + \Sigma_{l=1}^{L} n_{kl} \frac{λ_l}{RT}), (8) \)
ni – on komponendi „i“ moolide arv;
μi- on komponendi „i“ keemiline potentsiaal;
λ – soojusjuhtivus.