Por quê a energia livre de Gibbs fornece o mais útil critério de espontaneidade e equilíbrio?

Os processos mais comuns são aqueles a T e P constantes. Quando somente há trabalho do tipo PV, a energia livre de gibbs deve ser tomada como critério de equilíbrio, sendo o critério dG=0. Sabe-se que no quilíbrio G é mínima, ou seja, no decorrer do processo espontâneo G tende a diminiur. Assim, temos queS

Se \(\Delta G=0  \) temos equilíbrio;

Se \(\Delta G<0\)  o processo é espontâneo;

Se \(\Delta G>0  \)  o processo não é espontâneo;

Exitem processos que se dão com P e V constantes e nesse caso, utiliza-sa a energia livre de Helmhotlz (A) como critério de equilíbrio, onde A=U-TS.

Segundo a Segunda Lei da Termodinâmica, sabemos se um processo ocorrerá espontaneamente, pois qualquer processo espontâneo deve aumentar a entropia do universo. ΔS_universo​ = ΔS_{sistema ​}+ ΔS_vizinhanças​ > 0.

Porém, usar a segunda lei na forma acima pode ser um pouco complicado. Já que na maioria das vezes, estamos interessados principalmente em mudanças dentro de um sistema específico, que pode ser uma reação química em um béquer. Então podemos contornar o problema determinando a variação de entropia do universo, definindo e usando uma nova grandeza termodinâmica chamada energia livre de Gibbs.

ΔG<0 : processo espontâneo

ΔG>0 : não espontâneo (espontâneo no sentido oposto)

ΔG=0 : sistema em equilíbrio