Sólo quería comprobar si estoy pensando bien:
La razón por la que consideramos que la energía de Gibbs es el medidor de la espontaneidad de una reacción es porque no depende de si la reacción es exo o endotérmica.
¿Surge porque: si el cambio de entropía fuera menor que cero, el cambio de energía de Gibbs es menor que cero? Así que si eso fuera cierto, entonces la entropía no puede ser un medidor de la espontaneidad, ¿correcto?
Ni la entalpía ni la entropía pueden decidir por sí solas la espontaneidad de un proceso.
Por ejemplo, la evaporación del agua de los océanos es un proceso endotérmico $(\Delta H \gt 0)$ , lo que viola claramente el hecho de que un sistema busque el mínimo de energía, y sin embargo este proceso es espontáneo (o se produce de forma natural).
Para determinar la espontaneidad de un proceso se introdujo la ecuación de Gibbs-Hemholtz. Ésta combina los efectos de la entalpía y la entropía para determinar la espontaneidad de un proceso.
$\Delta G=\Delta H-T\Delta S$
En general, un sistema busca dos cosas: la mínima energía y la máxima probabilidad de encontrarse en el universo (o más entropía). Por lo tanto, para un proceso espontáneo, $\Delta H \lt 0$ y $\Delta S \gt 0$ , Lo que da un cambio global negativo es la energía de Gibbs.
Para un proceso espontáneo, $\Delta G$ es negativo.
El único factor determinante de la espontaneidad de un proceso es el cambio total de entropía del universo. Éste debe ser no negativo.
Para un proceso general dentro de un sistema, podemos descomponerlo en: $$\Delta S_{\mathrm{univ}} = \Delta S_{\mathrm{sys}}+\Delta S_{\mathrm{surr}} \geq 0$$
El cálculo del cambio de entropía del sistema $\Delta S_{\mathrm{sys}}$ no es trivial, pero sí factible. Por otro lado, no hay una forma práctica de medir o calcular directamente el cambio correspondiente para el entorno. Por lo general, tomamos atajos midiendo otra cosa y derivando este valor.
Por ejemplo, para un proceso isotérmico e isobárico, suponemos que $$\Delta S_{\mathrm{surr}} = -\frac{\Delta H_{\mathrm{sys}}}{T}$$
La sustitución en la primera ecuación da: $$\Delta S_{\mathrm{univ}} = \Delta S_{\mathrm{sys}} -\frac{\Delta H_{\mathrm{sys}}}{T} \geq 0$$
$$-T\Delta S_{\mathrm{sys}} + \Delta H_{\mathrm{sys}} \leq 0$$
Este valor es $\Delta G$ .
Para un proceso de volumen constante, se utiliza la energía libre de Helmholz $\Delta F$ en su lugar y sólo utilizar el cambio de energía interna $\Delta U$ en lugar de $\Delta H$ .
Desde esta perspectiva, la energía libre es una forma conveniente de capturar el cambio total de entropía del universo considerando sólo tu sistema, pero no es sorprendente que haya suposiciones que hagas para que la magia ocurra.
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