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🧮 Gibbs Free Energy 計算機

專業免費的 Gibbs Free Energy 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
-237.1419 kJ/mol
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是吉布斯自由能計算器?

這個計算器可由化學反應的焓變(Δ H)、絕對溫度(T)與熵變(Δ S)求出吉布斯自由能變化(Δ G)。Δ G 能告訴你在恆溫恆壓條件下反應是否能自發進行:Δ G 為負值代表反應在熱力學上有利(放能反應,exergonic);Δ G 為正值代表反應無法自發進行(吸能反應,endergonic);而 Δ G = 0 則表示系統處於平衡狀態。

使用方法

請輸入以 kJ/mol 為單位的焓變 Δ H、以克耳文(K)為單位的溫度 T,以及以 J/mol·K 為單位的熵變 Δ S。由於 Δ H 採用千焦耳、Δ S 採用焦耳,計算器會在合併兩項之前自動將 Δ S 換算成 kJ/mol·K(除以 1000),確保最終結果統一以 kJ/mol 呈現。

公式解析

核心公式為

Δ G = Δ H - T Δ S
焓項反映熱量的交換(化學鍵的形成與斷裂),而熵項 T Δ S 則反映系統亂度的變化,並隨溫度放大。當溫度升高時,熵的貢獻會隨之增大,可能使 Δ G 改變正負號,進而扭轉反應能否自發進行的結果。

範例計算

以液態水的生成反應為例,Δ H ≈ -285.8 kJ/mol,Δ S ≈ -163.2 J/mol·K,T = 298.15 K。先換算 Δ S:-163.2 / 1000 = -0.1632 kJ/mol·K。接著代入公式:

Δ G = -285.8 - (298.15 × -0.1632) = -285.8 + 48.658 = -237.14 kJ/mol
由於 Δ G 為負值,因此這個反應可以自發進行。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

為什麼要把 \(\Delta S\) 除以 1000?
數據表中的 \(\Delta S\) 通常以 J/mol·K 列出,而 \(\Delta H\) 則以 kJ/mol 表示;除以 1000 可將 \(\Delta S\) 換算為 kJ/mol·K,讓兩項使用一致的單位。
\(\Delta G\) 為負值代表什麼?
表示反應會釋放自由能,在該溫度下能朝正向自發進行。
\(\Delta G\) 的正負號會隨溫度改變嗎?
會的。當 \(\Delta H\) 與 \(\Delta S\) 同號時,\(T\,\Delta S\) 項在高溫或低溫下可能占主導地位,使反應的自發性發生逆轉。