A energia livre (Gibbs Livre Energy, indicada por G) é um conceito termodinâmico que se relaciona diretamente à estabilidade e capacidade de trabalho em sistemas químicos e biológicos. Aqui está como:
energia e estabilidade livre: *
menor energia livre =maior estabilidade: Um sistema com menor energia livre é mais estável. Isso significa que é menos provável que mude ou reaja espontaneamente. Pense em uma pedra no fundo de uma colina - ela tem menor energia potencial e é mais estável do que uma pedra empoleirada no topo.
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processos espontâneos diminuem a energia livre: Os processos que ocorrem espontaneamente (sem entrada externa) sempre resultam em uma diminuição na energia livre do sistema. Este é um princípio fundamental da termodinâmica.
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Equilíbrio: Um sistema está em equilíbrio quando sua energia livre é mínima. Isso significa que o sistema está em seu estado mais estável e não passará por mudanças espontâneas adicionais.
energia livre e capacidade de trabalho: *
A energia livre representa a quantidade máxima de trabalho que um sistema pode fazer: A mudança na energia livre (ΔG) representa a quantidade de energia disponível para fazer um trabalho útil.
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ΔG negativo =o trabalho é realizado pelo sistema: Se ΔG for negativo, o sistema libera energia livre e pode executar o trabalho em seus arredores. Este é um processo exercício. Exemplos:
* Respiração celular:A quebra de glicose libera energia livre, usada para sintetizar ATP (adenosina trifosfato), a moeda energética das células.
* Combustão do combustível:a queima de combustíveis libera energia livre para produzir calor e acionar motores.
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positivo Δg =trabalho é necessário para o processo: Se ΔG for positivo, o sistema requer entrada de energia para prosseguir. Este é um processo endergônico. Exemplos:
* Síntese de proteínas:as células precisam investir energia livre para criar novas proteínas a partir de aminoácidos.
* Fotossíntese:as plantas exigem energia da luz solar para converter dióxido de carbono e água em glicose.
Conceitos -chave: *
entalpia (h): A energia total de um sistema, incluindo energia interna e trabalho de polínica-volume.
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entropia (s): Uma medida de desordem ou aleatoriedade em um sistema.
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temperatura (t): Uma medida da energia cinética média das partículas em um sistema.
O relacionamento: A equação de energia livre de Gibbs relaciona esses conceitos:
ΔG =ΔH - TΔS *
ΔH é a mudança de entalpia.
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ΔS é a mudança na entropia.
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t é a temperatura em Kelvin.
em resumo: A energia livre é um conceito fundamental na termodinâmica que conecta a estabilidade e a capacidade de trabalho. Ao entender a relação entre energia livre e esses conceitos, podemos prever a direção dos processos espontâneos e analisar os requisitos de energia para várias reações e processos em sistemas biológicos.
