ഗിബ്സ് ഫ്രീ എനർജി

സ്ഥിരമായ താപനിലയിലും മർദ്ദത്തിലുമുള്ള ഒരു താപഗതികവ്യൂഹത്തിന്റെ (ഐസോതെർമൽ ഐസോബാറിക്)പരമാവധി തിരിച്ചെടുക്കാവുന്ന പ്രവൃത്തിയുടെ അളവ് അളക്കാനുപയോഗിക്കുന്ന താപഗതിക പൊട്ടൻഷ്യലാണ് ഗിബ്സ് ഫ്രീ എനർജി (ഐയുപിഎസി നിർദ്ദേശിക്കുന്ന പേര് ഗിബ്സ് എനർജി അല്ലെങ്കിൽ ഗിബ്സ് ഫങ്ഷൻ എന്നാണ്. ഇത് ഫ്രീ എൻഥാൽപി^[1] എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു. ഹെൽമോൾട്സ് ഫ്രീ എനർജിയിൽനിന്നും വേർതിരിച്ചറിയാനാണിത്.). ബലതന്ത്രത്തിലെപ്പോലെ പൊട്ടൻഷ്യൽ എനർജി കുറയുന്നത് പരമാവധി ചെയ്യാവുന്ന പ്രവൃത്തിയെ അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തിയാണ് നിർവ്വചിച്ചിരിക്കുന്നത്. അതുപോലെ വിവിധ പൊട്ടൻഷ്യലുകൾക്ക് വിവിധ അർത്ഥങ്ങളുമുണ്ടായിരിക്കും. താപഗതികമായി അടഞ്ഞ ഒരു വ്യൂഹത്തിൽനിന്നും വികാസമില്ലാതെ പുറത്തെടുക്കാവുന്ന പരമാവധി പ്രവർത്തിയാണ് ഗിബ്സ് ഫ്രീ എനർജിയുടെ (kj എന്ന് എസ് ഐ യൂണിറ്റിൽ) കുറവ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത് (വ്യൂഹത്തിന് അതിന്റെ ചുറ്റുപാടുകളുമായി ചൂടോ പ്രവർത്തിയോ കൈമാറ്റം ചെയ്യാൻ കഴിയും പക്ഷെ അതിൽ കാര്യമില്ല);  പൂർണ്ണമായ ഒരു തിരിച്ചാക്കാവുന്ന പ്രക്രീയയിൽ മാത്രമേ ഈ പരമാവധി പ്രവൃത്തി കൈവരിക്കാൻ സാധിക്കുകയുള്ളു. ഒരു വ്യൂഹം ഒരു പ്രാരംഭ അവസ്ഥയിൽ നിന്നും തിരിച്ചുപോകാവുന്ന തരത്തിൽ അന്തിമ അവസ്ഥയിലേക്ക് മാറുമ്പോൾ ഗിബ്സ് ഫ്രീ എനർജിയിലുണ്ടാവുന്ന കുറവ് ആ വ്യൂഹം അതിന്റെ ചുറ്റുപാടുകളോട് ചെയ്യുന്ന പ്രവർത്തിക്ക് തുല്യമാണ്, അതിന്മേൽ ചെലുത്തപ്പെടുന്ന മർദ്ദത്തിന്റെ പ്രവൃത്തി കുറയ്ക്കപ്പെടും.^[2][3]

സ്ഥിരമായ താപനിലയിലും മർദ്ദത്തിലുമുള്ള ഒരു വ്യൂഹം രാസസംതുലനത്തിൽ എത്തിച്ചേരുമ്പോൾ കുറയുന്ന താപഗതിക പൊട്ടൻഷ്യലിന്റെ അളവിനെയും ഗിബ്സ് ഫ്രീ എനർജി എന്ന് പറയാം (G കൊണ്ട് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ). വ്യൂഹത്തിന്റെ റിയാക്ഷൻ കോഓർഡിനേറ്റിന് ആധാരമായുള്ള ഇതിന്റെ ഡെറിവേറ്റീവ് സംതുലനാവസ്ഥയിൽ ഇല്ലാതാവുന്നതാണ്. അതായത് സ്ഥിരമായ താപനിലയിലും മർദ്ദത്തിലുമുള്ള പ്രക്രിയയുടെ അനൈച്ഛികത്വത്തിന് G യുടെ കുറവ് ഒരു അനിവാര്യമായ ഘടകമാണ്. 

അമേരിക്കൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജോഷ്യ വില്ലാർഡ് ഗിബ്സ് 1870കളിലാണ് ഗിബ്സ് ഫ്രീ എനർജി (ലഭ്യമായ ഊർജ്ജം എന്നാണ് ശരിക്കും വിളിച്ചിരുന്നത്) എന്ന ആശയം വികസിപ്പിച്ചെടുക്കുന്നത്.

1876 ൽ രചിച്ച അദ്ദേഹത്തിന്റെ ഏറ്റവും ശ്രേഷ്ഠമായ കൃതിയായ ഓൺ ദ ഇക്വിലിബ്രിയം ഓഫ് ഹെട്രോജീനിയസ് സബ്സ്റ്റൻസസ്, എ ഗ്രാഫിക്കൽ അനാലിസിസ് ഓഫ് മൾട്ടി-ഫേസ് കെമിക്കൽ സിസ്റ്റംസിൽ  കെമിക്കൽ ഫ്രീ എനർജിയെപ്പറ്റിയുള്ള അദ്ദേഹത്തിന്റെ ചിന്തകൾ വിശദമായി അവതരിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്.