Vaba energia ja entalpia erinevus

Peamine erinevus - tasuta Energia vs Enthalpy
 

Vaba energia ja entalpia on kaks termodünaamilist terminit, mida kasutatakse soojusenergia ja termodünaamilises süsteemis toimuvate keemiliste reaktsioonide seose selgitamiseks. Vaba energia või termodünaamiline vaba energia on töö maht, mida termodünaamiline süsteem suudab täita. Teisisõnu, vaba energia on energiakogus, mis on selles termodünaamilises süsteemis termodünaamilise töö tegemiseks saadaval. Enthalpia seevastu on termodünaamiline kogus, mis tähistab kogu energiasisaldust termodünaamilises süsteemis. võtme erinevus vaba energia ja entalpia vahel on see vaba energia annab kogu termodünaamilise töö tegemiseks vajaliku energia, ent entalpia annab termodünaamilise süsteemi koguenergia, mida saab soojuseks muundada.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on vaba energia
3. Mis on entalpia
4. Vaba energia ja entalpia suhe
5. Kõrvuti võrdlus - vaba energia vs entalpia tabelina
6. Kokkuvõte

Mis on vaba energia?

Vaba energia on termodünaamilise süsteemi jaoks termodünaamilise töö tegemiseks vajalik energiakogus. Vabal energial on energia mõõtmed. Termodünaamilise süsteemi vaba energia väärtus määratakse kindlaks süsteemi praeguse olekuga; mitte selle ajaloo järgi. Termodünaamikas käsitletakse kahte peamist vaba energia tüüpi: Helmholtzi ja Gibbsi vaba energia.

Helmholtzi vaba energia

Helmholtzi vaba energia on energia, mis on saadaval suletud termodünaamilises süsteemis termodünaamilise töö tegemiseks konstantsel temperatuuril ja ruumalal. Seega näitab Helmholtzi energia negatiivne väärtus maksimaalset tööd, mida termodünaamiline süsteem saab teha, hoides selle ruumala konstantsena. Mahu muutumatuna hoidmiseks tehakse osa kogu termodünaamilisest tööst piirdetööna (süsteemi piiri hoidmiseks sellisena, nagu see on). Allpool on toodud Helmholtzi energia võrrand.

A = U - TS

Kus A on Helmholtzi vaba energia, U on sisemine energia, T on temperatuur, mis on konstant ja S on süsteemi entroopia. Entroopia on termodünaamiline suurus, mis tähistab süsteemi soojusenergia puudumist mehaaniliseks tööks muundamiseks.

Joonis 01: Hermann von Helmholtz pakkus esimesena välja Helmholtzi vaba energia kontseptsiooni

Gibbsi vaba energia:

Gibbsi vaba energia on energia, mis on saadaval suletud termodünaamilises süsteemis termodünaamilise töö tegemiseks konstantsel temperatuuril ja rõhul. Süsteemi maht võib varieeruda. Vaba energiat tähistatakse G. Gibbsi vaba energia võrrand on toodud allpool.

G = H - TS

Ülaltoodud võrrandis on G Gibbsi vaba energia, H on süsteemi entalpia, Y on temperatuur, mis on konstant ja S on süsteemi entroopia.

Mis on entalpia?

Süsteemi entalpia on termodünaamiline kogus, mis võrdub süsteemi kogu soojusisaldusega. See on võrdne süsteemi sisemise energiaga pluss rõhu ja mahu korrutisega. Seetõttu on see süsteemi termodünaamiline omadus. entalpia võrrand on toodud allpool.

H = U + PV

Vastavalt sellele on H süsteemi entalpia, U on süsteemi sisemine energia, P on rõhk ja V on ruumala. Süsteemi entalpia näitab süsteemi suutlikkust soojust eraldada (mittemehaanilisi töid teha). Entalpia on tähistatud sümboliga H.

Süsteemi entalpia määramine võimaldab meil kindlaks teha, kas keemiline reaktsioon on eksotermiline või endotermiline. Süsteemi entalpia muutust saab kasutada reaktsioonide kuumuse määramiseks ja ka selleks, et ennustada, kas keemiline reaktsioon on spontaanne või mitte spontaanne.

Milline on vaba energia ja entalpia suhe??

Gibbsi vaba energia ja entalpia on seotud järgmise võrrandi kaudu.

G = H - TS

Ülaltoodud võrrandis on G Gibbsi vaba energia, H on süsteemi entalpia, Y on temperatuur, mis on konstant ja S on süsteemi entroopia. Nii G kui ka H omavad samu mõõtühikuid.

Mis vahe on vaba energia ja entalpia vahel?

Vaba energia vs entalpia
Vaba energia on termodünaamilise süsteemi jaoks termodünaamilise töö tegemiseks vajalik energiakogus.	Süsteemi entalpia on termodünaamiline kogus, mis võrdub süsteemi kogu soojusisaldusega.
Kontseptsioon
Vaba energia annab kogu termodünaamilise töö tegemiseks vajaliku energia.	Entalpia annab kogu soojusenergiaks muundatava süsteemi energia.
Teisendus
Vaba energia annab energiat, mida saab muuta süsteemi mehaaniliseks tööks.	Entalpia annab energiat, mida saab muuta süsteemi mittemehaaniliseks tööks.

Kokkuvõte - Tasuta Energia vs Enthalpy

Termodünaamilise süsteemi vaba energia ja entalpia tähistavad süsteemis saadavat energiat. Peamine erinevus vaba energia ja entalpia vahel on see, et vaba energia annab kogu termodünaamilise töö tegemiseks vajaliku energia, ent entalpia annab kogu soojusenergiaks muundatava süsteemi energia.

Viide:

1.Encyclopædia Britannica toimetajad. "Vaba energia." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 5. jaanuar 2012. Saadaval siin
2.Helmenstine, Anne Marie, D. “Mis on entalpia keemia ja füüsika alal?” ThoughtCo, 25. jaanuar 2018. Saadaval siin
3. “Helmholtzi vaba energia.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17. veebruar 2018. Saadaval siin
4. “Gibbsi (vaba) energia.” Keemia LibreTexts, Libretexts, 12. jaanuar 2018. Saadaval siin

Pilt viisakalt:

1. 'Hermann von Helmholtz' (üldkasutatav) Commonsi Wikimedia kaudu