孙文东(东北师范大学化学学院 吉林长春 130024)

师生笔谈

ΔG判据与ΔrGm判据的区别

孙文东*
(东北师范大学化学学院 吉林长春 130024)

简要说明ΔG与ΔrGm作为方向性判据的区别。其中ΔG判据的适用条件是封闭系统的等温等压过程；而ΔrGm判据是ΔG判据应用于化学反应系统时的进一步推演。ΔrGm代表反应系统在某一时刻的势函数，作为方向性判据，只需要W′=0，而不需要等温等压条件。

ΔG判据 ΔrGm判据 吉布斯函数

从符号上看，ΔG表示一个过程的吉布斯函数变化，当用于化学反应时变为ΔrG，表示单位反应进度时变为ΔrGm，ΔrGm称为反应的摩尔吉布斯函数。从符号表示法的演变过程来看，容易产生一个误解，似乎ΔG和ΔrGm作为过程方向判据的适用条件均为等温等压。事实上，这两种判据有着本质的差别。例如，在封闭系统中进行气相反应时，随着反应进度的改变，系统的总压也在改变，但仍可应用ΔrGm判据。

1 ΔG判据

ΔG作为方向性判据早已熟知，目前虽然对于“非体积功为0”是否必要存在争议，但“等温等压”条件则必不可少。这里只对过程自发性判据的引出作如下说明。

根据热力学第一、二定律的数学表示式可以导出，在等温等压下，有:

ΔG≤W′

(1)

式中W′为过程的非体积功；“=”表示过程可逆(R)；“<”表示过程不可逆(IR)。即式(1)是过程可逆性的判据。那么判别过程可逆性的公式(式(1))是如何与过程的自发性判据联系起来的呢？讨论如下：

将式(1)改写为：

(2)

需要指出的是，为什么在等温等压下的作功能力要用体积功之外的非体积功来衡量呢？因为在过程中如果系统的体积发生变化，则不可避免地必须反抗外压而作体积功，才能保证过程在等压下进行；也就是说，这个体积功是用来维持等压过程的，所以它不能用来衡量系统在等温等压下的作功能力。……