吉布斯自由能会随反应进行而变化吗

物 理 化 学

第四章 化学平衡

4.1 化学平衡的条件和反应的亲和势

1.化学反应体系: 封闭的单相体系，不作非膨胀功，发生了一个化学反应，设为：dD?eE?????fF?gG????

各物质的变化量必须满足 0???BB

B根据反应进度的定义，可以得到： d??2. 热力学基本方程 dG??SdT?Vdp???BdnB

BdnB?B dnB??Bd?

等温、等压条件下，

（dG）T,p???BdnB???B?Bd? (dnB??Bd?)

BB (?G)T,p???B?B (a) ??B 当??1 mol时：

（?rGm）T,p???B?B (b)

B这两个公式适用条件：

（1） 等温、等压、不作非膨胀功的一个化学反应；

（2） 反应过程中，各物质的化学势保持不变。公式（a）表示有限体系中发生微小的变化；

公式(b)表示在大量的体系中发生了反应进度等于1 mol的变化。这时各物质的浓度基本不变，化学势

化学反应的吉布斯自由能变化 谭远树 1化学反应的标准吉布斯自由能变化 化学反应的标准右布斯自由能变化?rGm0是反应产物与反应物都处于标准态下化学势之差。化学反应的吉布斯自由能变化?rGm是反应产物和反应物皆处于任意状态下化学势之差。 ?rGm?与?rGm是两个含义不同的物理量。在等温等压条件0下，任何物质的?i都有定值，所以任何反应的?rGm?都有是常数；但由化学反应的等温式可知?rGm不但与?rGm?有关，即与Qa有关，所以在等温等压条件下?rGm不是常数。换言之， ?rGm? >0的化学反应未必不能正向自发进行，可以通过Qa值的调整使反应的?rGm<0，反应即能正向自发进行。例如氨合成反应，在673K-1时，如果N2、H2和NH3的分压都是101325Pa，此时?rGm? =24.20 kJ?mol，这个数值大于零，在该条件下?rGm>0，反应不能正向自发进行。若改变N2、H2和NH3的分压，则可使?rGm<0，反应便能正向自发进行。式业合成氨就是这种情况下实现的。 ?rGm? 虽然不能用来指示反应的方向，但可以用来估计反应的可能性。等温式告诉我们，如果?rGm? 的绝对值很大，则?rGm的正负号在一般情况下可能与?rGm? 一致。譬如， ?rGm? 有很大的负值，若要使改变符号，Qa必很大，这在实际上有时是难以实现的。例如反应: Zn(s)+1/2O2(g)===ZnO(s) 在298K时，该反应的?rGm? =

化学反应的吉布斯自由能变化 谭远树 1化学反应的标准吉布斯自由能变化 化学反应的标准右布斯自由能变化?rGm0是反应产物与反应物都处于标准态下化学势之差。化学反应的吉布斯自由能变化?rGm是反应产物和反应物皆处于任意状态下化学势之差。 ?rGm?与?rGm是两个含义不同的物理量。在等温等压条件0下，任何物质的?i都有定值，所以任何反应的?rGm?都有是常数；但由化学反应的等温式可知?rGm不但与?rGm?有关，即与Qa有关，所以在等温等压条件下?rGm不是常数。换言之， ?rGm? >0的化学反应未必不能正向自发进行，可以通过Qa值的调整使反应的?rGm<0，反应即能正向自发进行。例如氨合成反应，在673K-1时，如果N2、H2和NH3的分压都是101325Pa，此时?rGm? =24.20 kJ?mol，这个数值大于零，在该条件下?rGm>0，反应不能正向自发进行。若改变N2、H2和NH3的分压，则可使?rGm<0，反应便能正向自发进行。式业合成氨就是这种情况下实现的。 ?rGm? 虽然不能用来指示反应的方向，但可以用来估计反应的可能性。等温式告诉我们，如果?rGm? 的绝对值很大，则?rGm的正负号在一般情况下可能与?rGm? 一致。譬如， ?rGm? 有很大的负值，若要使改变符号，Qa必很大，这在实际上有时是难以实现的。例如反应: Zn(s)+1/2O2(g)===ZnO(s) 在298K时，该反应的?rGm? =

Review NAMD计算自由能

bay__gulf618 (bay__gulf618@sina.com)

College of Chemistry, Chemical Engineering and Materirls Science, Soochow University 前言: 自由能的求算是分子模拟中最重要,也是最困难的工作之一. 重要是因为 . 本文介绍了4种常用的计算自由能的方法, 并详细讲述了各种方法的具体实现. 计算生化体系的自由能主要有如下4种方法，这些在namd 中都已得到实现 1 probability densities, 2 nonequilibrium work,

3 free energy perturbation (FEP), 4 thermodynamic integration (TI)

在namd2.7 版中对自由能的module进行了大幅度改进，可以使用复杂的collective variables 进行probability densities,计算, 从而实现在键角,二面角,RMSD等各种构象指标变化下的PMF。而在2.6版本中仅能实现距离变化时候的PMF, 本文只介绍2

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bay__gulf618 (bay__gulf618@sina.com)

College of Chemistry, Chemical Engineering and Materirls Science, Soochow University 前言: 自由能的求算是分子模拟中最重要,也是最困难的工作之一. 重要是因为 . 本文介绍了4种常用的计算自由能的方法, 并详细讲述了各种方法的具体实现. 计算生化体系的自由能主要有如下4种方法，这些在namd 中都已得到实现 1 probability densities, 2 nonequilibrium work,

3 free energy perturbation (FEP), 4 thermodynamic integration (TI)

在namd2.7 版中对自由能的module进行了大幅度改进，可以使用复杂的collective variables 进行probability densities,计算, 从而实现在键角,二面角,RMSD等各种构象指标变化下的PMF。而在2.6版本中仅能实现距离变化时候的PMF, 本文只介绍2

proe、croe、弹簧制作中,使用关系对弹簧的长度和节距进行控制,可以使弹簧的圈数一定不变的前提下,弹簧的节距随自由长度的变化而变化,对弹簧增加绕性后,在装配环境中,弹簧的长度可以随零件的距离变化而变化,使弹簧不会出现与其他零件的干涉。

第一步：

弹簧的3D模型的建立（注意弹簧的总长度是受基准面 pace_1控制，这点很重要，

决定能否实现弹簧的伸长压缩）。

1、

以基准平面为准创建距偏移离为148的基准面- pace_1

proe、croe、弹簧制作中,使用关系对弹簧的长度和节距进行控制,可以使弹簧的圈数一定不变的前提下,弹簧的节距随自由长度的变化而变化,对弹簧增加绕性后,在装配环境中,弹簧的长度可以随零件的距离变化而变化,使弹簧不会出现与其他零件的干涉。

2、创建弹簧3D模型

1）插入--螺旋扫描--伸出项

2）属性-如下图

proe、croe、弹簧制作中,使用关系对弹簧的长度和节距进行控制,可以使弹簧的圈数一定不变的前提下,弹簧的节距随自由长度的变化而变化,对弹簧增加绕性后,在装配环境中,弹簧的长度可以随零件的距离变化而变化,使弹簧不会出现与其他零件的干涉。

弹簧的参数：

自由长度：148

线径：3.5

支撑圈数：2圈

节距：13.29

如左图绘制扫描轨

迹线3）扫描

Cahn Hilliard的论文

Free Energy of a Nonuniform System. I. Interfacial Free EnergyJohn W. Cahn and John E. Hilliard Citation: The Journal of Chemical Physics 28, 258 (1958); doi: 10.1063/1.1744102 View online: /10.1063/1.1744102 View Table of Contents: /content/aip/journal/jcp/28/2?ver=pdfcov Published by the AIP Publishing Articles you may be interested in Lennard-Jones systems near solid walls: Computing interfacial free energies from molecular simulation methods J. Chem. Phys. 139, 084705 (2013); 10.1063/1.4819061 Bcc crysta

QEG自由能源发电机：原理介绍

本文是针对「QEG自由能源发电机」的简单原理介绍。若您还不清楚「QEG自由能源发电机」是什么，请参阅〈修复世界组织公开声明〉或〈QEG自由能源宝典〉。若您不了解何谓「自由能源」或对自由能源有疑问，请参阅这篇〈自由能源〉简介。 以下的介绍是我跟QEG发明人詹姆士(James)对谈后，凭自己的记忆和理解，所写下的原理说明。由于我自己没有电机相关的背景，所以不敢保证我的理解必然正确或完整，只希望我粗浅的理解能够提供给对QEG原理感到好奇的人做为参考。 根据James的说法，他其实并不是QEG的真正发明者，QEG的设计有一部分是跟WITTS组织学习而来。该组织虽然拥有这套自由能源技术，却吝啬于分享。若想与他们合作，仅仅是制造一台发电机，就必须付出巨额的捐款。而他们所开设的发电机教学课程，更故意隐瞒了许多关键细节，让学员必须不断花钱继续上课。James上过他们的课程之后，不愿继续花冤枉钱上课。决定靠自己研究被隐瞒的关键部分。James经过一番自行的研究、学习，透过他人的协助、上天给予的灵感和27年的电子工程经验，终于明白如何打造并改良这台发电机。(James对WITTS保持尊敬的态度，毕竟他们确实是他的老师，而QEG的诞

　　转眼来到向阳小学已经十多年了，还记得第一次看着这帮天真可爱的孩子，我心里很没底，怎样教这群跟随父母迁移到大城市的孩子?我能教好他们吗?我不断地思考、探索、行动着。在与学生的交往中，从学生那里获得了一种满足，收获了一份感动，收藏了一份纯真。当我蹲下身子看孩子的世界时，我收获了童真和豁然开朗的幸福。孩子们在课堂中举手发问、在课间嬉戏打闹，都使我的心灵得到了无限滋润。

　　是孩子们教会了我学会宽容。

　　那是给二年级学生上的一节语文课，让同学们用“我真想”造句。“我真想长大后成为一个画家”，“我真想去海南旅游”，“我真想到海底世界去看企鹅”。同学们都争先恐后地表达自己的想法。“下面我们开小火车，每人说一个句子!”可是“火车”开到一个小男孩那里突然“停”住了，我用期待、鼓励的目光看着小男孩，只听他胆怯地说：“我真想娶个老婆”。当时我很惊讶他会说出这样的句子，但如果我怒气冲冲地对他进行训斥与指责，肯定会伤害他的自尊心，在班级内引起哄堂大笑。

　　我走到小男孩身边，俯

能通过吗

学习目标：

1、结合“能通过吗”的具体情境，借助常用的长度单位之间的关系，理解小数的意义。

2、知道“几点几米”的长度是几米几分米几厘米，知道1角=0.1元，1分米=0.1米。

3、感受小数在日常生活中的广泛应用。体会数学与日常生活的密切联系。

学习重点：

知道“几点几米”的长度是几米几分米几厘米，知道1角=0.1元，1分米=0.1米。

学习难点：

1、借助常用的长度单位之间的关系，理解小数的意义。 2、感受小数在日常生活中的广泛应用。体会数学与日常生活的密切联系。

学习方法： 五步教学法 课前准备： 课件 学习过程： 一、定向诱导 诱导（导课）

同学们，前两天我们学习了关于小数，今天我们继续探讨关于小数。请同学们打开书翻到88页，今天我们来学习能通过吗？板书课题：能通过吗

定向（出示学习目标） 二、自学探究 出示自学提纲

1）栏杆高3.50米，汽车高3.25米，想一想，说一说汽车能通过吗？

2）读一读，生活中的一些小数。

3）摆一摆，说一说。1角是0.1元，1分米是0.1米。 学生自学，教师巡视辅导。 三、展示答疑

1）因为3.25元是3元2角5分，所以3.25米就是3米2分米5厘米。而3.5米应该是3米5分米。得出结论：大卡车能