এনথালপি (ΔH), তাপমাত্রা (T), এবং এন্ট্রপি (ΔS) মান প্রবেশ করে প্রতিক্রিয়ার স্বতঃস্ফূর্ততা নির্ধারণের জন্য গিবস ফ্রি এনার্জি (ΔG) গণনা করুন। রসায়ন, জীব রসায়ন, এবং থার্মোডাইনামিক্সের জন্য অপরিহার্য।
ΔG = ΔH - TΔS
যেখানে ΔG হল গিবস মুক্ত শক্তি, ΔH হল এনথালপি, T হল তাপমাত্রা, এবং ΔS হল এন্ট্রপি
গিবস মুক্ত শক্তি একটি মৌলিক তাপগতীয় বৈশিষ্ট্য যা পূর্বাভাস দেয় যে রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া এবং শারীরিক প্রক্রিয়া স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঘটবে কিনা। এই ফ্রি অনলাইন গিবস মুক্ত শক্তি ক্যালকুলেটর বিজ্ঞানী, প্রকৌশলী এবং ছাত্রদের জন্য প্রমাণিত সূত্র ΔG = ΔH - TΔS ব্যবহার করে দ্রুত প্রতিক্রিয়ার সম্ভাব্যতা নির্ধারণ করতে সহায়তা করে।
আমেরিকান পদার্থবিদ জোসিয়াহ উইলার্ড গিবসের নামানুসারে, এই তাপগতীয় সম্ভাবনা এনথালপি (তাপ সামগ্রী) এবং এন্ট্রপি (অব্যবস্থা) একত্রিত করে একটি একক মান প্রদান করে যা নির্দেশ করে যে একটি প্রক্রিয়া বাইরের শক্তি প্রবাহ ছাড়াই স্বাভাবিকভাবে চলবে কিনা। আমাদের ক্যালকুলেটর রসায়ন, জৈব রসায়ন, উপাদান বিজ্ঞান এবং প্রকৌশল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে তাপগতীয় গণনার জন্য তাত্ক্ষণিক, সঠিক ফলাফল প্রদান করে।
আমাদের গিবস মুক্ত শক্তি ক্যালকুলেটর ব্যবহারের মূল সুবিধাসমূহ:
গিবস মুক্ত শক্তির পরিবর্তন (ΔG) নিম্নলিখিত সমীকরণ ব্যবহার করে গণনা করা হয়:
যেখানে:
এই সমীকরণটি দুটি মৌলিক তাপগতীয় ফ্যাক্টরের মধ্যে ভারসাম্য উপস্থাপন করে:
ΔG এর চিহ্ন প্রতিক্রিয়ার স্বতঃস্ফূর্ততা সম্পর্কে গুরুত্বপূর্ণ তথ্য প্রদান করে:
এটি লক্ষ্য করা গুরুত্বপূর্ণ যে স্বতঃস্ফূর্ততা প্রতিক্রিয়ার গতি নির্দেশ করে না—একটি স্বতঃস্ফূর্ত প্রতিক্রিয়া এখনও একটি ক্যাটালিস্ট ছাড়া খুব ধীরে ধীরে চলতে পারে।
মানক গিবস মুক্ত শক্তির পরিবর্তন (ΔG°) সেই শক্তি পরিবর্তনকে বোঝায় যখন সমস্ত প্রতিক্রিয়া এবং পণ্য তাদের মানক অবস্থায় থাকে (সাধারণত 1 atm চাপ, 1 M ঘনত্ব সমাধানের জন্য, এবং প্রায়শই 298.15 K বা 25°C এ)। সমীকরণটি হয়:
যেখানে ΔH° এবং ΔS° যথাক্রমে মানক এনথালপি এবং এন্ট্রপি পরিবর্তন।
আমাদের গিবস মুক্ত শক্তি ক্যালকুলেটরটি সহজতা এবং ব্যবহারের সুবিধার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। আপনার প্রতিক্রিয়া বা প্রক্রিয়ার জন্য গিবস মুক্ত শক্তির পরিবর্তন গণনা করতে এই পদক্ষেপগুলি অনুসরণ করুন:
এনথালপি পরিবর্তন (ΔH) কিলোজুল প্রতি মোল (kJ/mol) এ প্রবেশ করুন
তাপমাত্রা (T) কেলভিনে প্রবেশ করুন
এনট্রপি পরিবর্তন (ΔS) কিলোজুল প্রতি মোল-কেলভিন (kJ/(mol·K)) এ প্রবেশ করুন
ফলাফল দেখুন
ক্যালকুলেটর ব্যবহারকারীর ইনপুটগুলির উপর নিম্নলিখিত পরীক্ষা করে:
যদি অবৈধ ইনপুট সনাক্ত করা হয়, তবে একটি ত্রুটি বার্তা প্রদর্শিত হবে, এবং সংশোধন না হওয়া পর্যন্ত গণনা এগিয়ে যাবে না।
গিবস মুক্ত শক্তি ক্যালকুলেটরটি কীভাবে ব্যবহার করবেন তা প্রদর্শনের জন্য একটি ব্যবহারিক উদাহরণের মাধ্যমে চলুন:
উদাহরণ: ΔH = -92.4 kJ/mol এবং ΔS = 0.0987 kJ/(mol·K) এ 298 K এ একটি প্রতিক্রিয়ার জন্য গিবস মুক্ত শক্তির পরিবর্তন গণনা করুন।
ΔH = -92.4 kJ/mol প্রবেশ করুন
T = 298 K প্রবেশ করুন
ΔS = 0.0987 kJ/(mol·K) প্রবেশ করুন
ক্যালকুলেটর গণনা করে: ΔG = ΔH - TΔS ΔG = -92.4 kJ/mol - (298 K × 0.0987 kJ/(mol·K)) ΔG = -92.4 kJ/mol - 29.41 kJ/mol ΔG = -121.81 kJ/mol
ব্যাখ্যা: যেহেতু ΔG নেতিবাচক (-121.81 kJ/mol), এই প্রতিক্রিয়াটি 298 K এ স্বতঃস্ফূর্ত।
গিবস মুক্ত শক্তির গণনা বিভিন্ন বৈজ্ঞানিক এবং প্রকৌশল অ্যাপ্লিকেশনে অপরিহার্য:
রসায়নবিদরা গিবস মুক্ত শক্তি ব্যবহার করে পূর্বাভাস দেন যে একটি প্রতিক্রিয়া প্রদত্ত অবস্থার অধীনে স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঘটবে কিনা। এটি সাহায্য করে:
জৈব রসায়ন এবং আণবিক জীববিজ্ঞানে, গিবস মুক্ত শক্তি বোঝার জন্য সহায়ক:
উপাদান বিজ্ঞানী এবং প্রকৌশলীরা গিবস মুক্ত শক্তির গণনা ব্যবহার করেন:
পরিবেশগত অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে রয়েছে:
শিল্প পরিবেশে, গিবস মুক্ত শক্তির গণনা সাহায্য করে অপ্টিমাইজ করতে:
যদিও গিবস মুক্ত শক্তি একটি শক্তিশালী তাপগতীয় সরঞ্জাম, তবে কিছু পরিস্থিতিতে অন্যান্য সম্পর্কিত প্যারামিটারগুলি আরও উপযুক্ত হতে পারে:
A = U - TS (যেখানে U অভ্যন্তরীণ শক্তি) হিসাবে সংজ্ঞায়িত, হেলমহোল্টজ মুক্ত শক্তি স্থির ভলিউমের সিস্টেমের জন্য আরও উপযুক্ত। এটি বিশেষভাবে উপকারী:
যেসব প্রক্রিয়ায় শুধুমাত্র তাপ বিনিময় গুরুত্বপূর্ণ এবং এন্ট্রপি প্রভাবগুলি তুচ্ছ, সেখানে এনথালপি (H = U + PV) যথেষ্ট হতে পারে। এটি প্রায়শই ব্যবহৃত হয়:
যখন শুধুমাত্র অর্ডার এবং সম্ভাবনার উপর ফোকাস করা হয়, তখন একা এন্ট্রপি আগ্রহের প্যারামিটার হতে পারে, বিশেষ করে:
যেসব সিস্টেমের গঠন পরিবর্তিত হয়, সেখানে রাসায়নিক সম্ভাবনা (আংশিক মোলার গিবস শক্তি) গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে:
গিবস মুক্ত শক্তির ধারণার তাপগতির বিকাশে একটি সমৃদ্ধ ইতিহাস রয়েছে:
জোসিয়াহ উইলার্ড গিবস (১৮৩৯-১৯০৩), একজন আমেরিকান বিজ্ঞানী এবং গণিতবিদ, প্রথম এই ধারণাটি তার বিপ্লবী কাজ "অন দ্য ইকুইলিব্রিয়াম অফ হেটেরোজেনিয়াস সাবস্ট্যান্সেস" এ পরিচয় করিয়ে দেন, যা ১৮৭৫ থেকে ১৮৭৮ সালের মধ্যে প্রকাশিত হয়। এই কাজটি 19 শতকের শারীরিক বিজ্ঞানের অন্যতম বৃহত্তম অর্জন হিসেবে বিবেচিত হয়, যা রাসায়নিক তাপগতির ভিত্তি প্রতিষ্ঠা করে।
গিবস এই তাপগতীয় সম্ভাবনাটি বিকাশ করেছিলেন রাসায়নিক সিস্টেমগুলিতে সমতার শর্তগুলি বোঝার চেষ্টা করার সময়। তিনি বুঝতে পেরেছিলেন যে স্থির তাপমাত্রা এবং চাপের অধীনে, স্বতঃস্ফূর্ত পরিবর্তনের দিক একটি একক ফাংশনের দ্বারা পূর্বাভাস দেওয়া যেতে পারে যা এনথালপি এবং এন্ট্রপি প্রভাবগুলি একত্রিত করে।
গিবসের কাজ প্রথমে যুক্তরাষ্ট্রে খুব কম মনোযোগ পেয়েছিল কিন্তু ইউরোপে, বিশেষ করে উইলহেল্ম অস্টওয়াল্ড দ্বারা জার্মানিতে অনুবাদ হওয়ার পর এটি উচ্চ প্রশংসিত হয়। আজ, গিবস মুক্ত শক্তি শারীরিক রসায়ন, রাসায়নিক প্রকৌশল, উপাদান বিজ্ঞান এবং জৈব রসায়নের একটি মৌলিক ধারণা। গিবস মুক্ত শক্তির গণনা ব্যবহার করে প্রতিক্রিয়ার স্বতঃস্ফূর্ততা এবং সমতা অবস্থান পূর্বাভাস দেওয়ার ক্ষমতা অসংখ্য বৈজ্ঞানিক অগ্রগতি এবং প্রযুক্তিগত উদ্ভাবনকে সক্ষম করেছে।
এখানে বিভিন্ন প্রোগ্রামিং ভাষায় গিবস মুক্ত শক্তি গণনা করার উদাহরণ রয়েছে:
1' গিবস মুক্ত শক্তির জন্য এক্সেল সূত্র
2=B2-(C2*D2)
3
4' যেখানে:
5' B2 তে এনথালপি পরিবর্তন (ΔH) kJ/mol এ রয়েছে
6' C2 তে তাপমাত্রা (T) কেলভিনে রয়েছে
7' D2 তে এন্ট্রপি পরিবর্তন (ΔS) kJ/(mol·K) এ রয়েছে
8def calculate_gibbs_free_energy(enthalpy, temperature, entropy): """ গিবস মুক্ত শক্তির পরিবর্তন গণনা করুন প্যারামিটার: এনথালপি (float): kJ/mol এ এনথালপি পরিবর্তন তাপমাত্রা (float): কেলভিনে তাপমাত্রা এন্ট্রপি (float): kJ/(mol·K) এ এন্ট্রপি পরিবর্তন রিটার্নস: float: kJ/mol এ গিবস মুক্ত শক্তির পরিবর্তন """ gibbs_energy = enthalpy - (temperature * entropy) return gibbs_energy # উদাহরণ ব্যবহার delta_h = -92.4 # kJ/mol temp = 298.15 # K delta_s = 0.0987 # kJ/(mol·K) delta
আপনার কাজে দরকারী হতে পারে আরো টুল খুঁজে বের করুন