Galvenā atšķirība - bezmaksas enerģija vs entalpija
 

Brīvā enerģija un entalpija ir divi termodinamiski termini, ko izmanto, lai izskaidrotu sakarību starp siltumenerģiju un ķīmiskajām reakcijām, kas notiek termodinamiskajā sistēmā. Brīvā enerģija vai termodinamiskā brīvā enerģija ir darba apjoms, ko var veikt termodinamiskā sistēma. Citiem vārdiem sakot, brīvā enerģija ir enerģijas daudzums, kas ir pieejams šajā termodinamiskajā sistēmā, lai veiktu termodinamisko darbu. Entalpija, no otras puses, ir termodinamiskais lielums, kas atspoguļo kopējo enerģijas saturu termodinamiskajā sistēmā. Galvenā atšķirība starp brīvo un entalpiju ir tā, ka brīvā enerģija dod kopējo enerģiju, kas pieejama termodinamiskā darba veikšanai, savukārt entalpija dod kopējo termodinamiskās sistēmas enerģiju, kuru var pārveidot siltumā.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir bezmaksas enerģija
3. Kas ir entalpija
4. Saistība starp brīvo enerģiju un entalpiju
5. Salīdzinājums blakus - bezmaksas enerģija vs entalpija tabulas formā
6. Kopsavilkums

Kas ir bezmaksas enerģija?

Brīvā enerģija ir enerģijas daudzums, kas pieejams termodinamiskajai sistēmai termodinamiskā darba veikšanai. Brīvajai enerģijai ir enerģijas dimensijas. Termodinamiskās sistēmas brīvās enerģijas vērtību nosaka pašreizējais sistēmas stāvoklis; ne pēc tās vēstures. Termodinamikā bieži tiek apspriesti divi galvenie brīvās enerģijas veidi; Helmholtz bezmaksas enerģija un Gibbs bezmaksas enerģija.

Helmholtz bezmaksas enerģija

Helmholtz brīvā enerģija ir enerģija, kas ir pieejama slēgtā, termodinamiskā sistēmā, lai veiktu termodinamisko darbu nemainīgā temperatūrā un tilpumā. Tādējādi Helmholtz enerģijas negatīvā vērtība norāda uz maksimālo darbu, ko var veikt termodinamiskā sistēma, noturot tā tilpumu nemainīgu. Lai saglabātu nemainīgu tilpumu, daļa no kopējā termodinamiskā darba tiek veikts kā robeždarbs (lai sistēmas robeža būtu tāda, kāda tā ir). Helmholtz enerģijas vienādojums dots zemāk.

A = U - TS

Kur A ir Helmholtz brīvā enerģija, U ir iekšējā enerģija, T ir temperatūra, kas ir konstante, un S ir sistēmas entropija. Entropija ir termodinamiskais lielums, kas parāda sistēmas siltumenerģijas nepieejamību pārveidošanai mehāniskā darbā.

Gibbs bezmaksas enerģija:

Gibbsa brīvā enerģija ir enerģija, kas ir pieejama slēgtā, termodinamiskā sistēmā, lai veiktu termodinamisko darbu nemainīgā temperatūrā un spiedienā. Sistēmas apjoms var mainīties. Brīvo enerģiju apzīmē ar G. Tālāk ir dots Gibsa brīvās enerģijas vienādojums.

G = H - TS

Iepriekš minētajā vienādojumā G ir Gibbsa brīvā enerģija, H ir sistēmas entalpija, Y ir temperatūra, kas ir konstante, un S ir sistēmas entropija.

Kas ir entalpija?

Sistēmas entalpija ir termodinamiskais lielums, kas ekvivalents sistēmas kopējam siltuma saturam. Tas ir vienāds ar sistēmas iekšējo enerģiju plus spiediena un tilpuma reizinājumu. Tāpēc tas ir sistēmas termodinamiskais īpašums. Entalpijas vienādojums dots zemāk.

H = U + PV

Attiecīgi H ir sistēmas entalpija, U ir sistēmas iekšējā enerģija, P ir spiediens un V ir tilpums. Sistēmas entalpija norāda uz šīs sistēmas spēju izdalīt siltumu (veikt nemehāniskus darbus). Entalpiju apzīmē ar simbolu H.

Sistēmas entalpijas noteikšana ļauj mums norādīt, vai ķīmiskā reakcija ir eksotermiska vai endotermiska. Sistēmas entalpijas izmaiņas var izmantot, lai noteiktu reakciju siltumu, kā arī lai paredzētu, vai ķīmiskā reakcija ir spontāna vai nav spontāna.

Kāda ir saistība starp brīvo enerģiju un entalpiju?

Gibsa brīvā enerģija un entalpija ir saistītas caur šādu vienādojumu.

G = H - TS

Iepriekš minētajā vienādojumā G ir Gibbs enerģija, H ir sistēmas entalpija, Y ir temperatūra, kas ir konstante, un S ir sistēmas entropija. Gan G, gan H ir vienādas mērvienības.

Kāda ir atšķirība starp bezmaksas enerģiju un entalpiju?

Bezmaksas enerģija vs entalpija
Brīvā enerģija ir enerģijas daudzums, kas pieejams termodinamiskajai sistēmai termodinamiskā darba veikšanai.Sistēmas entalpija ir termodinamiskais lielums, kas ekvivalents sistēmas kopējam siltuma saturam.
Koncepcija
Brīvā enerģija dod kopējo enerģiju, kas pieejama termodinamiskā darba veikšanai.Entalpija dod kopējo enerģijas daudzumu sistēmā, ko var pārveidot par siltumu.
Pārveidošana
Brīvā enerģija dod enerģiju, kuru var pārveidot par sistēmas mehānisko darbu.Entalpija dod enerģiju, ko var pārveidot par sistēmas nemehānisku darbu.

Kopsavilkums - bezmaksas enerģija vs entalpija

Termodinamiskās sistēmas brīvā enerģija un entalpija apzīmē enerģiju, kas ir pieejama sistēmā. Galvenā atšķirība starp brīvo un entalpiju ir tā, ka brīvā enerģija dod kopējo enerģiju, kas pieejama termodinamiskā darba veikšanai, savukārt entalpija dod kopējo enerģijas daudzumu sistēmā, kuru var pārveidot siltumā.

Atsauce:

1.Encyclopædia Britannica redaktori. “Bezmaksas enerģija”. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 2012. gada 5. janvāris. Pieejams šeit
2.Helmenstine, Anne Marie, D. “Kas ir entalpija ķīmijā un fizikā?” ThoughtCo, 2018. gada 25. janvārī. Pieejams šeit
3. “Helmholtz free energy”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 2018. gada 17. februāris. Pieejams šeit
4. “Gibbs (bezmaksas) enerģija.” Chemistry LibreTexts, Libretexts, 2018. gada 12. janvāris. Pieejams šeit

Attēla pieklājība:

1. Hermans fon Helmholts ”(publiskais īpašums), izmantojot Commons Wikimedia