이 도구에 대하여
Gibbs 자유 에너지 계산기는 ΔG = ΔH − T·ΔS에 기반한 무료 브라우저 내 열역학 도구입니다. 어떤 양을 구할지 — ΔG, ΔH, ΔS, 온도 T, 또는 평형 상수 K — 선택하면, 그 값을 ΔG의 부호에 기반한 자발성 판정과 함께 반환합니다.
오차의 가장 흔한 원인인 단위에 주의하세요: 엔탈피 ΔH와 자유 에너지 ΔG는 kJ/mol로 입력하지만, 엔트로피 ΔS는 J/mol·K로 입력합니다. 이 도구는 ΔS를 1000으로 나누어 변환하므로 ΔG = ΔH − T·(ΔS ⁄ 1000)을 계산하고 답은 kJ/mol로 유지됩니다. 엔트로피를 구하면 ΔS = (ΔH − ΔG)·1000 ⁄ T(다시 J/mol·K)로 정리되고, 온도를 구하면 T = (ΔH − ΔG)·1000 ⁄ ΔS가 됩니다.
모든 것은 브라우저에서 로컬로 실행되며 업로드가 없습니다. 평형 상수는 표준 자유 에너지를 통해 연결됩니다: ΔG° = −R·T·ln K이므로 K = exp(−ΔG°·1000 ⁄ (R·T))이며, R = 8.314 J/mol·K이고 ΔG°는 kJ/mol입니다(R의 줄에 맞추기 위해 1000을 곱함). 음의 ΔG는 자발적(생성물 선호) 반응을, 0은 평형을, 양의 ΔG는 비자발적 반응을 의미합니다.
자주 묻는 질문
왜 ΔS는 J이고 ΔG와 ΔH는 kJ인가요?
관례상 엔트로피는 J/mol·K로, 반응 엔탈피와 자유 에너지는 kJ/mol로 표에 실립니다. 이 계산기는 ΔG = ΔH − T·(ΔS ⁄ 1000) 안에서 ΔS를 1000으로 나누어 이 불일치를 처리하므로 각각을 평소 단위로 입력할 수 있습니다.
ΔG는 어떻게 자발성을 결정하나요?
음의 ΔG는 주어진 조건에서 자발적이고 생성물이 선호되는 과정을 나타냅니다. ΔG = 0은 계가 평형 상태임을, 양의 ΔG는 반응이 정방향으로 비자발적이고 역방향이 선호됨을 의미합니다. 자발성은 항상 ΔH가 아닌 ΔG의 부호를 가리킵니다.
평형 상수 K는 어떻게 계산되나요?
표준 자유 에너지로부터입니다: ΔG° = −R·T·ln K, 정리하면 K = exp(−ΔG°·1000 ⁄ (R·T)). R = 8.314 J/mol·K이므로 kJ/mol 단위 ΔG°에 1000을 곱해 맞추며, T는 켈빈 단위의 양의 온도여야 합니다.
반응이 자발적과 비자발적 사이를 오갈 수 있나요?
네. ΔG = ΔH − TΔS이므로 ΔH와 ΔS의 부호가 같을 때 온도가 부호를 뒤집을 수 있습니다. ΔG = 0에서 T를 구하면 자발성이 바뀌는 전환 온도 T = (ΔH ⁄ ΔS)·1000이 나옵니다.