М. Р. Нестурх.
Сиаманг.
Гиббс Джеймс
Гиббс (Gibbs) Джеймс (23.12.1682, Футдисмир, близ Абердина, — 5.8.1754, Лондон), английский архитектор. Учился в Голландии и Италии (в 1700—09 у К. Фонтаны), сотрудничал с К. Реном. Представитель классицизма. Постройки Г. отличаются внушительной простотой и цельностью композиции, изяществом деталей (церкви Сент-Мэри-ле-Стрэнд, 1714—1717, и Сент-Мартин-ин-зе-Филдс, 1722—1726, в Лондоне; библиотека Рэдклиффа в Оксфорде, 1737—49).
Лит.: Summerson J., Architecture in Britain. 1530—1830, Harmondsworth, 1958.
Дж. Гиббс. Библиотека Рэдклиффа в Оксфорде. 1737—49.
Гиббс Джозайя Уиллард
Гиббс (Gibbs) Джозайя Уиллард (11.2.1839, Нью-Хейвен, — 28.4.1903, там же), американский физик-теоретик, один из основоположников термодинамики и статистической механики. Окончил Йельский университет (1858). В 1863 получил степень доктора философии в Йельском университете, с 1871 профессор там же. Г. систематизировал термодинамику и статистическую механику, завершив их теоретическое построение. Уже в первых своих статьях Г. развивает графические методы исследования термодинамических систем, вводит трёхмерные диаграммы и получает соотношения между объёмом, энергией и энтропией вещества. В 1874—78 в трактате «О равновесии гетерогенных веществ» разработал теорию потенциалов термодинамических, доказал правило фаз (общее условие равновесия гетерогенных систем), создал термодинамику поверхностных явлений и электрохимических процессов; Г. обобщил принцип энтропии, применяя второе начало термодинамики к широкому кругу процессов, и вывел фундаментальные уравнения, позволяющие определять направление реакций и условия равновесия для смесей любой сложности. Теория гетерогенного равновесия — один из наиболее абстрактных теоретических вкладов Г. в науку — нашла широкое практическое применение.
В 1902 были опубликованы «Основные принципы статистической механики, излагаемые со специальным применением к рациональному обоснованию термодинамики», явившиеся завершением классической статистической физики, первоосновы которой были заложены в работах Дж. К. Максвелла и Л. Больцмана. Статистический метод исследования, разработанный Г., позволяет получить термодинамические функции, характеризующие состояние вещества. Г. дал общую теорию флуктуаций величин этих функций от равновесных значений, определяемых формальной термодинамикой, и адэкватное описание необратимости физических явлений. Г. является также одним из создателей векторного исчисления в его современной форме («Элементы векторного анализа», 1881— 1884).
В трудах Г. проявились замечательно точная логика, тщательность в отделке результатов. В работах Г. до сих пор не обнаружено ни одной ошибки, все его идеи сохранились в современной науке.
Соч.: The collected works, v. 1—2, N. Y. — L., 1928; The scientific papers, v. 1—2, N. Y., 1906; в рус. пер. — Основные принципы статистической механики, М. — Л., 1946; Термодинамические работы, М., 1950.
Лит.: Семенченко В. К., Д. В. Гиббс и его основные работы по термодинамике и статистической механике (К 50-летию со дня смерти), «Успехи химии», 1953, т. 22, в. 10; Франкфурт У. И., Френк А. М., Джозайя Виллард Гиббс, М., 1964.
О. В. Кузнецова.
Дж. У. Гиббс.
Гиббса правило фаз
Ги'ббса пра'вило фаз, основной закон гетерогенных равновесий, согласно которому в гетерогенной (макроскопически неоднородной) физико-химической системе, находящейся в устойчивом термодинамическом равновесии, число фаз не может превышать числа компонентов, увеличенного на 2 (см. Фаз правило); установлено Дж. У. Гиббсом в 1873—76.
Гиббса распределение
Ги'ббса распределе'ние, фундаментальный закон статистической физики, определяющий вероятность данного микроскопического состояния системы, т. е. вероятность того, что координаты и импульсы частиц системы имеют определённые значения.
Для систем, находящихся в тепловом равновесии с окружающей средой, в которой поддерживается постоянная температура (с термостатом), справедливо каноническое Г. р., установленное Дж. У. Гиббсом в 1901 для классической статистики. Согласно этому распределению, вероятность определённого микроскопического состояния пропорциональна функции распределения f (qi, pi), зависящей от координат qi и импульсов pi частиц системы:
где H (qi, pi) — функция Гамильтона системы, т. е. её полная энергия, выраженная через координаты и импульсы частиц, k — Больцмана постоянная, Т — абсолютная температура; постоянная А не зависит от qi и pi и определяется из условия нормировки (сумма вероятностей пребывания системы во всех возможных состояниях должна равняться единице). Т. о., вероятность микросостояния определяется отношением энергии системы к величине kT (которая является мерой интенсивности теплового движения молекул) и не зависит от конкретных значений координат и импульсов частиц, реализующих данное значение энергии.
В квантовой статистике вероятность wn данного микроскопического состояния определяется значением энергетического уровня системы Eп.
Для идеального газа, т. е. газа. в котором энергией взаимодействия частиц можно пренебречь, каноническое Г. р. переходит в Больцмана распределение, определяющее вероятность того, что координата и импульс (энергия) отдельной частицы имеют данные значения (см. Больцмана статистика).
Если система изолирована, то её энергия постоянна; в этом случае справедливо микроканоническое Г. р., согласно которому все микроскопические состояния изолированной системы равновероятны. Микроканоническое Г. р. лежит в основе Г. р. канонического.
Лит. см. при статье Статистическая физика.
Г. Я. Мякишев.
Гиббса термодинамический потенциал
Ги'ббса термодинами'ческий потенциа'л, то же, что Гиббсова энергия; см. также Потенциалы термодинамические.
Гиббсит
Гиббси'т (по имени американского минералога Дж. Гиббса, G. Gibbs, 1776—1833), минерал; то же, что гидраргиллит.
Гиббсова энергия
Ги'ббсова эне'ргия, энергия Гиббса, изобарный потенциал, одна из характеристических функций термодинамической системы, обозначается G, определяется через энтальпию H, энтропию S и температуру Т равенством
G = H — TS. (1)
Г. э. является потенциалом термодинамическим. В изотермическом равновесном процессе, происходящем при постоянном давлении, убыль Г. э. данной системы равна полной работе, производимой системой в этом процессе, за вычетом работы против внешнего давления (т. е. равна максимальной полезной работе). Г. э. выражается обычно в кдж/моль или в ккал/моль. С помощью Г. э. и её производных могут быть в простой форме выражены др. термодинамические функции и свойства системы (внутренняя энергия, энтальпия, химический потенциал и др.) в условиях постоянства температуры и давления. При этих условиях любой термодинамический процесс может протекать без затраты работы извне только в том направлении, которое отвечает уменьшению G (dG< 0). Пределом протекания его без затраты работы, т. е. условием равновесия, служит достижение минимального значения G (dG = 0, d2G > 0). Г. э. широко используется при рассмотрении различных термодинамических процессов, проводимых при постоянных температуре и давлении. Через Г. э. определяется работа обратимого намагничивания магнетика и поляризации диэлектрика в этих условиях. Знание Г. э. важно для термодинамического рассмотрения фазовых переходов. Константа равновесия Ка химической реакции при любой температуре Т определяется через стандартное изменение Г. э. DG° соотношением