Este máximo solo se puede alcanzar en un proceso completamente reversible.[2] La energía de Gibbs (también conocida como G) es también el potencial termodinámico que se minimiza cuando un sistema alcanza el equilibrio químico a presión y temperatura constantes.Como tal, una reducción en G es una condición necesaria para la espontaneidad de los procesos a presión y temperatura constante.En 1873, Gibbs describió esta "energía disponible" como El estado inicial del cuerpo, según Gibbs, se supone que es tal que "se puede hacer que el cuerpo pase de él a estados de energía disipada por procesos reversibles".Como condición necesaria para que la reacción se produzca a temperatura y presión constantes, ΔG debe ser menor que el trabajo no presión-volumen (no pV, por ejemplo, eléctrico), que suele ser igual a cero (entonces ΔG debe ser negativo).[5]{rp|298-299}} Se puede pensar en ∆G como la cantidad de energía "libre" o "útil" disponible para hacer trabajo nopV a temperatura y presión constantes.Entonces la entropía liberada o absorbida por el sistema es igual a la entropía que el entorno debe absorber o liberar, respectivamente.La reacción sólo se permitirá si el cambio de entropía total del universo es cero o positivo.[2] La caracterización se hace más precisa si añadimos la matización de que es la energía disponible para trabajo sin presión-volumen.[7][8][9] Esta norma, sin embargo, aún no ha sido adoptada universalmente.Estudiando las interacciones de sustancias homogéneas en contacto, es decir, cuerpos compuestos de parte sólida, parte líquida y parte vapor, y utilizando un gráfico tridimensional volumen-entropía-energía interna, Gibbs pudo determinar tres estados de equilibrio, es decir, "necesariamente estable", "neutro" e "inestable", y si se producirían o no cambios.Además, Gibbs afirmó:[10] cuando δ se refiere a la variación producida por cualquier variación en el estado de las partes del cuerpo, y (cuando diferentes partes del cuerpo están en diferentes estados) en la proporción en que el cuerpo se divide entre los diferentes estados.Posteriormente, en 1882, el científico alemán Hermann von Helmholtz caracterizó la afinidad como la mayor cantidad de trabajo que se puede obtener cuando la reacción se lleva a cabo de forma reversible, por ejemplo, el trabajo eléctrico en una célula reversible.Así, el trabajo máximo se considera como la disminución de la energía libre o disponible del sistema (energía libre de Gibbs G a T = constante, P = constante o energía libre de Helmholtz F a T = constante, V = constante), mientras que el calor cedido suele ser una medida de la disminución de la energía total del sistema (energía interna).Así, G o F es la cantidad de energía "libre" para el trabajo en las condiciones dadas., es el cambio de energía en una reacción a condiciones estándares.Además a, b, c y d son sus respectivos coeficientes estequiométricos.es el coeficiente estequiométrico de las especies químicas y donde los subíndices
La reacción C
(s)
diamante
→ C
(s)
grafito
tiene un cambio negativo en la energía libre de Gibbs y, por tanto, es termodinámicamente favorable a 25 °C y 1 atm. Sin embargo, la reacción es demasiado lenta para ser observada, debido a su muy alta
energía de activación
. El hecho de que una reacción sea termodinámicamente favorable no determina su velocidad
Gráfico de
energía disponible
(energía libre) de
Willard Gibbs
en 1873, que muestra un plano perpendicular al eje de
v
(
volumen
) y que pasa por el punto A, que representa el estado inicial del cuerpo. MN es la sección de la superficie de
energía disipada
. Q
ε
y Q
η
son secciones de los planos
η
= 0 y
ε
= 0, y por tanto paralelas a los ejes de
ε
(
energía interior
) y
η
(
entropía
), respectivamente. AD y AE son la energía y entropía del cuerpo en su estado inicial, AB y AC su "energía disponible" (energía libre de Gibbs) y su "capacidad de entropía" (la cantidad por la cual la entropía del cuerpo se puede aumentar sin cambiar la energía del cuerpo o aumentar su volumen), respectivamente.
