Джозайя уиллард гиббс - биография. Великие ученые. Джозайя Уиллард Гиббс (Josiah Willard Gibbs) Смотреть что такое "Гиббс" в других словарях

Джозайя Уиллард Гиббс - это известный ученный, который прославился, как создатель векторного анализа, математической теории векторного анализа, статистической физики, математической теории термодинамики и многим другим, что дало сильный толчок в развитии современных наук. Имя Гибса увековечено во многих величинах в химической термодинамике: энергия Гиббса, парадокс Гиббса, треугольник Гиббса-Розебома и др.

В 1901 году Гиббса наградили Медалью Копли лондонского королевского общества, как один из ученых, который сумел проанализировать соотношение химической, электрической и тепловой энергии во втором законе термодинамики.

Биографические сведения.

Гиббс был рожден 11 февраля 1839 года в семье профессора духовной литературы Йельской богословской школы. После окончания Хопкинс-школы Гиббс поступает в Йельский колледж и заканчивает его с отличием. Особые успехи Гиббс проявил в изучении математики и латыни.

В 1863 году Гиббсу присвоено степень доктора философии по техническим наукам. Его диссертация называлась «О форме зубов колес для зубчатых передач». Последние годы жизни Гиббс был преподавателем в Йеле: несколько лет читал для студентов лекции по латыни и еще год преподавал натурфилософию.

С 1866 года Гиббс обучался по одному курсу в Париже, Берлине и Гайдельберге, где ему посчастливилось встретиться с Кирхгоффом и Гельмгольцом. Эти два немецких ученых имели авторитет в научных кругах и проводили исследования в химии, термодинамике и других естественных науках.

В 1871 году после возвращения в Йель Гиббса назначают профессором математической физики. Эту должность он занимал всю оставшуюся жизнь.

В период с 1876 по 1878 гг. Гиббс пишет несколько научных статей про анализ многофазных химических систем методом графики. Все работы Гиббса были собраны в брошюру «О равновесии разнородных веществ», которая является одной из интересных работ ученого. При написании своих статей и проведения опытов Гиббс использовал термодинамику, которая объясняла многие физико-химические процессы. Эти научные статьи Гиббса имели большое влияние в истории развития химической науки.

Благодаря работе Гиббса были написаны научные работы, а именно:
Объяснение концепции химического потенциала и воздействия свободной энергии;
Была создана модель ансамбля Гиббса , которая считается основой статистической механики;
Появилось правило фаз Гиббса ;

Гиббсу удалось опубликовать много статей по термодинамике, а именно о геометрическом понятии термодинамических величин. Максвелл, изучая работы Гиббса, создал пластиковую модель, которая называется термодинамической поверхностью Максвелла. Первая модель Максвелла была отослана Гиббсу и по нынешний час хранится в Йельском университете.

Йельский университет (Yale University), США.

В 1880 году Гиббс объединяет две математические идеи: «кватернион» Гамильтона и «внешнюю алгебру» Грассмана, в векторный анализ. В дальнейшем Гиббс вносит в эту модель новые доработки и пишет работу по оптике, а также развивает электрическую теорию света. Он старается не касаться структурного анализа веществ, так как в те времена происходили изменения в развитии субатомных частиц и квантовой механики. Термодинамическая теория Гиббса считается самой совершенной и универсальной, по сравнению с уже существующими в то время химическими теориями.

В 1889 году Гиббс развивает свою теорию статистической термодинамики , где ему удается оснастить квантовую механику и теорию Максвелла математическим каркасом. Из под пера выходит классические учебные пособия по статистической термодинамике. Гиббс внес неоценимый вклад кристаллографию, а свой векторный метод задействовал в расчётах орбит планет и комет.

Научные достижения Гиббса.

Как известно мир о научной работе Гиббса узнал не сразу, так как он первое время публиковал свои научные работы в мало читаемом в США и Европе журнале (Transactions of the Connecticut Academy of Sciences). В первое время на него обращали внимание не многие ученые химики и физики, но среди тех кто обратил на его внимание, был . Только после перевода статей Гиббса на немецкий и французский языки о нем заговорили в Европе. Гиббсовская теория правила фаз была доказана опытным путем в работах Бахёйса Розебома, который доказал, что её можно применять в различных направлениях.

Не стоит думать, что Гиббс был малоизвестный в свое время. Его достижения в науке вызывали интерес у ученых всего мира. Гиббса уважали и сравнивали со многими великими учеными, а именно с Пуанкаре, Гельбертом, Больцманом и Маха. Особое признание научная работа Гиббса получила только после публикации работы Гильберта Ньютона Льюиса и Мерла Рэнэлла “Thermodynamics and the Free Energy of Chemical Substances” (1923 год), которая дала возможность ознакомиться химикам из различных университетов с научными исследованиями Гиббса.

Многие ученые благодаря работам Гиббса, которые привлекли их внимание и вдохновили к научной деятельности, смогли разработать собственные теории и получить за это Нобелевскую премию. Среди них Ян Дидерик Ван-дер-Ваальс, Макс Планк, Уильям Джиок и другие. Работы Гиббса повлияли на формирование взглядов И. Фишера, экономиста, доктора философии в Йеле.

Гиббс был создателем векторного анализа, математической теории векторного анализа, статистической физики, математической теории термодинамики и многим другим, что дало сильный прорыв в развитии современных наук.

ГИББС, ДЖОЗАЙЯ УИЛЛАРД (Gibbs, Josiah Willard) (1839–1903), американский физик и математик. Родился 11 февраля 1839 в Нью-Хейвене (шт. Коннектикут). Окончил Йельский университет, где его успехи в греческом, латыни и математике были отмечены призами и премиями. В 1863 получил степень доктора философии. Стал преподавателем университета, первые два года преподавал латынь и лишь затем – математику. В 1866–1869 продолжил образование в Парижском, Берлинском и Гейдельбергском университетах. После возвращения в Нью-Хейвен возглавил кафедру математической физики Йельского университета и занимал ее до конца жизни.

Первую работу в области термодинамики Гиббс представил Коннектикутской академии наук в 1872. Она называлась Графические методы в термодинамике жидкостей (Graphical Methods in the Thermodynamics of Fluids ) и была посвящена методу энтропийных диаграмм. Метод позволял графически представить все термодинамические свойства вещества и сыграл большую роль в технической термодинамике. Гиббс развил свои идеи в следующей работе – Методы геометрического представления термодинамических свойств веществ при помощи поверхностей (Methods of Geometrical Representation of the Thermodynamic Properties of Substances by Means of Surfaces , 1873), введя трехмерные диаграммы состояния и получив соотношение между внутренней энергией системы, энтропией и объемом.

В 1874–1878 Гиббс опубликовал трактат О равновесии гетерогенных веществ (On the Equilibrium of Heterogeneous Substances ), идеи которого легли в основу химической термодинамики. В нем Гиббс изложил общую теорию термодинамического равновесия и метод термодинамических потенциалов, сформулировал правило фаз (ныне носящее его имя), построил общую теорию поверхностных и электрохимических явлений, вывел фундаментальное уравнение, устанавливающее связь между внутренней энергией термодинамической системы и термодинамическими потенциалами и позволяющее определять направление химических реакций и условия равновесия для гетерогенных систем.

Работы Гиббса по термодинамике были почти неизвестны в Европе до 1892. Одним из первых оценил значение его графических методов Дж.Максвелл, который построил несколько моделей термодинамических поверхностей для воды.

В 1880-х годах Гиббс увлекся работами У.Гамильтона по кватернионам и алгебраическими работами Г.Грассмана. Развивая их идеи, создал векторный анализ в его современном виде. В 1902 работой Основные принципы статистической механики (Elementary Principles in Statistical Mechanics ) Гиббс завершил создание классической статистической физики. С его именем связаны такие понятия, как «парадокс Гиббса», «каноническое, микроканоническое и большое каноническое распределения Гиббса», «адсорбционное уравнение Гиббса», «уравнение Гиббса – Дюгема» и др.

Гиббс был избран членом Американской академии искусств и наук в Бостоне, членом Лондонского королевского общества, награжден медалью Копли, медалью Румфорда. Умер Гиббс в Нью-Хейвене 28 апреля 1903.

Гиббс I (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 (См. Фонтана)), 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.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Гиббс" в других словарях:

- (англ. Gibbs, иногда Gibbes) английская фамилия. Гиббс, Джозайя Уиллард американский физик, математик и химик, один из основателей теорий феноменологической и статистической термодинамики, векторного анализа, статистической… … Википедия

- (Gibbs) Джозайя Уиллард (1839 1903), американский физик. Один из создателей статистической механики. Разработал общую теорию термодинамического равновесия (в том числе ограниченных систем), теорию термодинамических потенциалов, вывел основное… … Современная энциклопедия

- (Gibbs) Джошуа Уиллард (1839 1903), американский ученый теоретик в области физики и химии. Профессор Йельского университета. Посвятил свою жизнь разработке основ физической химии. Применение ТЕРМОДИНАМИКИ в отношении физических процессов привело… … Научно-технический энциклопедический словарь

Гиббс - Гиббс, а: распредел ение Г иббса … Русский орфографический словарь

Гиббс Д. У. - ГИББС Джозайя Уиллард (1839–1903), амер. физик теоретик, один из создателей термодинамики и статистич. механики. Разработал теорию термодинамич. потенциалов, открыл общее условие равновесия гетерогенных систем – правило фаз, вывел ур… … Биографический словарь

- … Википедия

- … Википедия

- … Википедия

- … Википедия

Книги

• Работы по дереву Практ курс , Гиббс Н. , Дерево - великолепный материал. Многие мастера испытывают к нему особые чувства не из-за его красоты и прочности, а, скорее, из-за стремления приручить этот податливый и в то же время… Категория:

] Перевод с английского под редакцией В.К. Семенченко.
(Москва - Ленинград: Гостехиздат, 1950. - Классики естествознания)
Скан: AAW, обработка, формат Djv: mor, 2010

• СОДЕРЖАНИЕ:
  Предисловие редактора (5).
  Джосиа Виллард Гиббс, его жизненный путь и основные научные работы. В.К. Семенченко (11).
  Работы Дж.В. Гиббса (перечень) (24).
  Дж.В. Гиббс
  ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
  I. ГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ТЕРМОДИНАМИКЕ ЖИДКОСТЕЙ
  Величины и соотношения, которые будут представлены на диаграммах (29).
  Основная идея и общие свойства диаграмм (31).
  Диаграммы энтропия-температура по сравнению с диаграммами, применяемыми обычно (39).
  Случай идеального газа (42).
  Случай конденсирующихся паров (45).
  Диаграммы, на которых изометрические, изопьезтические, изотермические, изодинамические и изоэнтропические линии идеального газа одновременно являются прямыми линиями (48).
  Диаграмма объем-энтропия (53).
  Расположение изометрических, изопьезтических, изотермических и изоэнтропических линий вокруг точки (63).
  II. МЕТОД ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ ПРИ ПОМОЩИ ПОВЕРХНОСТЕЙ
  Изображение объема, энтропии, энергии, давления и температуры (69).
  Характер той части поверхности, которая изображает состояния, не являющиеся однородными (70).
  Свойства поверхности, относящиеся к устойчивости термодинамического равновесия (75).
  Основные особенности термодинамической поверхности для веществ, находящихся в твердом, жидком и парообразном состоянии (81).
  Проблемы, относящиеся к поверхности рассеянной энергии (89).
  III. О РАВНОВЕСИИ ГЕТЕРОГЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
  Предварительное замечание о роли энергии и энтропии в теории термодинамических систем (95).
  КРИТЕРИИ РАВНОВЕСИЯ И УСТОЙЧИВОСТИ
  Предложенные критерии (96).
  Значение термина возможные изменения (98).
  Пассивные сопротивления (98).
  Законность критериев (99).
  УСЛОВИЯ РАВНОВЕСИЯ СОПРИКАСАЮЩИХСЯ ГЕТЕРОГЕННЫХ МАСС, НЕ ПОДВЕРГАЮЩИХСЯ. ВЛИЯНИЮ ТЯГОТЕНИЯ, ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, ИЗМЕНЕНИЯ ФОРМЫ ТВЕРДЫХ МАСС ИЛИ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ
  Постановка проблемы (103).
  Условия равновесия между первоначально существующими гомогенными частями данной массы (104).
  Значение термина гомогенный (104).
  Выбор веществ, рассматриваемых, как компоненты. Действительные и возможные компоненты (105).
  Вывод частных условий равновесия, когда все части системы имеют одни и те же компоненты (106).
  Определение потенциалов для составных частей различных гомогенных масс (107).
  Случай, когда некоторые вещества являются только возможными компонентами в части системы (107).
  Вид частных условий равновесия, когда имеются отношения превращаемости между веществами, которые рассматриваются как компоненты разных масс (109).
  Условия, относящиеся к возможному образованию масс, отличных от первоначально присутствовавших (112).
  Очень малые массы не могут трактоваться тем же методом, что и массы значительного размера (118).
  Смысл, в котором может рассматриваться формула (52), как выражающая найденные условия (119).
  Условие (53) всегда достаточно для равновесия, но не всегда необходимо (120).
  Масса, для которой это условие не удовлетворено, по крайней мере практически неустойчива (123).
  (Это условие обсуждается позже в главе «Устойчивость», см. стр.148)
  Влияние отвердевания любой части данной массы (124).
  Влияние дополнительных уравнений наложенных условий (127).
  Влияние диафрагмы (равновесие осмотических сил) (128).
  ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ
  Определение и свойства фундаментальных уравнений (131).
  О величинах ф, y, е (135).
  Выражение критерия равновесия посредством величины (136).
  Выражения критерия равновесия в известных случаях посредством величины (138).
  ПОТЕНЦИАЛЫ
  Значение потенциала для вещества данной массы не зависит от других веществ, которые могут быть выбраны, чтобы представить состав этой массы (139).
  Определение потенциала, которое делает это свойство, очевидным (140).
  Мы можем различать в одной и той же гомогенной массе потенциалы для неопределенного числа веществ, каждый из которых имеет вполне определенное значение. Для потенциалов разных веществ одной и той же гомогенной массы действительно то же уравнение, как и для единиц этих веществ (140).
  Значения потенциалов зависят от произвольных постоянных, которые обусловлены определением энергии и энтропии каждого элементарного вещества (143).
  О СУЩЕСТВУЮЩИХ ФАЗАХ МАТЕРИИ
  Определение фаз и сосуществующих фаз (143).
  Число независимых изменений, возможных в системе сосуществующих фаз (144).
  Случай n + 1 сосуществующих фаз (144).
  Случай, когда число сосуществующих фаз меньше чем n + 1 (146).
  ВНУТРЕННЯЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ГОМОГЕННЫХ ЖИДКОСТЕЙ ПО ФУНДАМЕНТАЛЬНЫМ УРАВНЕНИЯМ
  Общее условие абсолютной устойчивости (148).
  Другие формы этого условия (152).
  Устойчивость относительно непрерывных изменений фазы (154).
  Условия, характеризующие границы устойчивости в этом отношении (163).
  ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ИЛЛЮСТРАЦИИ
  Поверхности, на которых состав изображаемых тел постоянен (166).
  Поверхности и кривые, для которых состав изображенного тела изменяется, а его температура и давление постоянны (169).
  КРИТИЧЕСКИЕ ФАЗЫ
  Определение (182).
  Число независимых изменений, к которым способна критическая фаза, оставаясь таковой (183).
  Аналитическое выражение условий, характеризующих критические фазы. Положение критических фаз относительно границ устойчивости (183).
  Изменения, которые возможны при разных обстоятельствах для массы, первоначально бывшей критической фазой (185).
  О значениях потенциалов, когда количество одного из компонентов очень мало (189).
  О НЕКОТОРЫХ Вопросах, относящихся к МОЛЕКУЛЯРНОМУ СТРОЕНИЮ ТЕЛ
  Ближайшие и первичные компоненты (192).
  Фазы рассеянной энергии (195).
  Катализ совершенный каталитический агент (196).
  Фундаментальное уравнение для фаз рассеянной энергии может, быть образовано из более общего вида фундаментального уравнения (196).
  Фазы рассеянной энергии иногда могут быть единственными фазами, существование которых может быть установлено экспериментально (197).
  УСЛОВИЯ РАВНОВЕСИЯ ГЕТЕРОГЕННЫХ МАСС, НАХОДЯЩИХСЯ ПОД ВЛИЯНИЕМ ТЯГОТЕНИЯ
  Эта проблема трактуется двумя разными методами:
  Элемент объема рассматривается как переменный (199).
  Элемент объема рассматривается как закрепленный (203).
  ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ И ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ
  Идеальный газ (206).
  Идеальная газовая смесь. Закон Дальтона (210).
  Некоторые выводы, относящиеся к потенциалам жидкостей и твердых тел (223).
  Соображения относительно возрастания энтропии, вызванного диффузией при смешении газов (225).
  Фазы рассеянной энергии идеальной газовой смеси, компоненты которой химически взаимодействуют друг с другом (228).
  Газовые смеси с превращающимися компонентами (232).
  Случай перекиси азота (236).
  Фундаментальные уравнения для равновесных фаз (244).
  ТВЕРДЫЕ ТЕЛА
  Условия внутреннего и внешнего равновесия для твердых тел, находящихся в соприкосновении с жидкостями, в отношении ко всем возможным состояниям деформации твердых тел (247).
  Деформации выражаются девятью производными (248).
  Изменение энергии в элементе твердого тела (248).
  Вывод условий равновесия (250).
  Обсуждение условия, относящегося к растворению твердого тела (258).
  Фундаментальные уравнения для твердых тел (267).
  Твердые тела, поглощающие жидкости (283).
  ТЕОРИЯ КАПИЛЛЯРНОСТИ
  Поверхности разрыва между жидкими массами
  Предварительные замечания. Поверхности разрыва. Разделяющая поверхность (288).
  Обсуждение проблемы. Частные условия равновесия для смежных масс, относящиеся к температуре и потенциалам, полученные ранее, не теряют значения и под влиянием поверхности разрыва. Поверхностная энергия и энтропия. Поверхностные плотности составляющих веществ. Общее выражение для вариации поверхностей энергии. Условие равновесия, относящееся к давлениям в смежных массах (289).
  Фундаментальные уравнения для поверхностей разрыва между жидкими массами (300).
  Об экспериментальном определении фундаментальных уравнений для поверхностей разрыва между жидкими массами (303).
  Фундаментальные уравнения для плоских поверхностей разрыва между жидкими массами (305).
  Об устойчивости поверхностей разрыва:
  1) по отношению к изменениям в природе поверхности (310).
  2) по отношению к изменениям, при которых меняется форма поверхности (316).
  О возможности образования отличной по фазе жидкости внутри гомогенной жидкости (328).
  О возможности образования у поверхности, где соприкасаются две различные гомогенные жидкости, новой отличной от них жидкой фазы (335).
  Замена потенциалов на давления в фундаментальных уравнениях поверхностей (342).
  Тепловые и механические соотношения, относящиеся к растяжению поверхности разрыва (348).
  Непроницаемые пленки (354).
  Условия внутреннего равновесия для системы гетерогенных жидких масс с учетом влияния поверхностей разрыва и силы тяготения (356).
  Условия устойчивости (367).
  О возможности образования новой поверхности разрыва в том месте, где встречаются несколько поверхностей разрыва (369).
  Условия устойчивости для жидкостей по отношению к образованию новой фазы у линии, где встречаются три поверхности разрыва (372).
  Условия устойчивости для жидкостей по отношению к образованию новой фазы у точки, где «встречаются вершины четырех различных масс (381).
  Жидкие пленки (385).
  Определение элемента пленки (385).
  Каждый элемент вообще можно рассматривать как находящийся в состоянии равновесия. Свойства элемента в таком состоянии и достаточно толстого, чтобы его внутренняя часть имела свойства вещества в массе. Условия, при которых растяжение пленки не будет вызывать увеличения натяжения. Если пленка имеет более одного компонента, не принадлежащего к смежным массам, то растяжение будет, вообще говоря, вызывать увеличение натяжения. Величина эластичности пленки, выведенная из фундаментальных уравнений поверхностей и масс. Эластичность, доступная для наблюдения (385).
  Эластичность пленки не обращается в нуль у границы, при которой ее внутренняя часть теряет свойства вещества в массе, но проявляется определенного рода неустойчивость (390).
  Приложение условий равновесия, уже выведенных для системы, подверженной влиянию тяготения (стр. 361-363), к случаю жидкой пленки (391).
  Относительно образования жидких пленок и процессов, приводящих к их разрушению. Черные пятна в пленках мыльной воды (393).
  ПОВЕРХНОСТИ РАЗРЫВА МЕЖДУ ТВЕРДЫМИ ТЕЛАМИ И ЖИДКОСТЯМИ
  Предварительные замечания (400).
  Условия равновесия для изотропных твердых тел (403).
  Влияние силы тяготения (407).
  Условия равновесия в случае кристаллов (408).
  Влияние силы тяготения (411).
  Ограничения (413).
  Условия равновесия для линии, у которой встречаются три различные массы, одна из которых является твердой (414).
  Общие соотношения (418).
  Другой метод и другие обозначения (418).
  ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА
  Изменение условий равновесия под действием электродвижущей силы (422).
  Уравнение потоков. Ионы. Электрохимические эквиваленты (422).
  Условия равновесия (423).
  Четыре случая (425).
  Электрометр Липпмана (428).
  Ограничения, вызываемые пассивным сопротивлением (429).
  Общие свойства совершенного электрохимического прибора (430).
  Обратимость, как проверка идеальности. Определение электродвижущей силы из изменений, которые происходят в ячейке. Видоизменение формулы для случая неидеального прибора (430).
  Когда температура ячейки рассматривается постоянной, нельзя пренебречь изменением энтропии, вызываемым поглощением или выделением тепла; доказательство этого для газовой батареи Грове, заряженной водородом и азотом, с помощью токов, вызванных разностями концентраций электролита, и для электродов из цинка и ртути в растворе сульфата цинка (431).
  Что то же самое является справедливым, когда имеют место химические процессы в определенных отношениях, показано рассуждениями a priori, основанными на явлении, происходящем при непосредственном соединении элементов воды или элементов хлористо-водородной кислоты и при поглощении тепла, которое много раз наблюдал Фавр в гальванических или электролитических ячейках (434).
  Различные физические состояния, в которых откладывается ион, не влияют на величину электродвижущей силы, если фазы являются сосуществующими. Опыты Рауля (441).
  Другие формулы для электродвижущей силы (446).
  Примечания редактора (447).

Из предисловия редактора: Основные термодинамические работы Гиббса, перевод которых дан в этой книге, появились в 1873-1878 гг., однако знакомство с ними представляет для современного читателя не только исторический интерес...

Родился 11 февраля 1839 в Нью-Хейвене (шт. Коннектикут) в семье известного филолога, профессора богословия. Окончил Йельский университет, где его успехи в греческом языке, латыни и математике были отмечены призами и премиями. В 1863 получил степень доктора философии. Стал преподавателем университета, причем первые два года преподавал латынь и лишь затем математику. В 1866–1869 продолжил образование в Парижском, Берлинском и Гейдельбергском университетах, где познакомился с ведущими математиками того времени. Через два года после возвращения в Нью-Хейвен возглавил кафедру математической физики Йельского университета и занимал ее до конца жизни.

Первую работу в области термодинамики Гиббс представил Коннектикутской Академии наук в 1872. Она называлась Графические методы в термодинамике жидкостей (Graphical Methods in the Thermodynamics of Fluids) и была посвящена разработанному Гиббсом методу энтропийных диаграмм. Метод позволял графически представить все термодинамические свойства вещества и сыграл большую роль в технической термодинамике. Гиббс развил свои идеи в следующей работе – Методы геометрического представления термодинамических свойств веществ при помощи поверхностей (Methods of Geometrical Representation of the Thermodynamic Properties of Substances by Means of Surfaces , 1873), введя трехмерные диаграммы состояния и получив соотношение между внутренней энергией системы, энтропией и объемом.

В 1874–1878 Гиббс опубликовал фундаментальный трактат О равновесии гетерогенных веществ (On the Equilibrium of Heterogeneous Substances), ставший основой химической термодинамики. В нем он изложил общую теорию термодинамического равновесия и метод термодинамических потенциалов, сформулировал правило фаз (ныне носящее его имя), построил общую теорию поверхностных и электрохимических явлений, вывел фундаментальное уравнение, устанавливающее связь между внутренней энергией термодинамической системы и термодинамическими потенциалами и позволяющее определять направление химических реакций и условия равновесия для гетерогенных систем. Теория гетерогенного равновесия – наиболее абстрактная из всех теорий Гиббса – нашла в последующем широкое практическое применение.

Работы Гиббса по термодинамике были мало известны в Европе до 1892. Одним из первых оценил значение его графических методов Дж.Максвелл, который построил несколько моделей термодинамических поверхностей для воды.

В 1880-х годах Гиббс увлекся работами У.Гамильтона по кватернионам и алгебраическими работами Г.Грассмана. Развивая их идеи, он создал векторный анализ в его современном виде. В 1902 работой Основные принципы статистической механики (Elementary Principles in Statistical Mechanics) Гиббс завершил создание классической статистической физики. Разработанные им статистические методы исследования позволяют получать термодинамические функции, характеризующие состояние систем. Гиббс дал общую теорию величин флуктуаций этих функций от равновесных значений и описание необратимости физических процессов. С его именем связаны такие понятия, как «парадокс Гиббса», «каноническое, микроканоническое и большое каноническое распределения Гиббса», «адсорбционное уравнение Гиббса», «уравнение Гиббса – Дюгема» и др.

Гиббс был избран членом Американской академии искусств и наук в Бостоне, членом Лондонского королевского общества, награжден медалью Копли, медалью Румфорда. Умер Гиббс в Йеле 28 апреля 1903.