Pagrindinis skirtumas - laisva energija ir entalpija
Laisva energija ir entalpija yra du termodinaminiai terminai, vartojami paaiškinant santykį tarp šilumos energijos ir cheminių reakcijų, vykstančių termodinaminėje sistemoje. Laisva energija arba termodinaminė laisva energija yra darbo kiekis, kurį gali atlikti termodinaminė sistema. Kitaip tariant, laisva energija yra energijos kiekis, kuris yra toje termodinaminėje sistemoje termodinaminiam darbui atlikti. Kita vertus, entalpija yra termodinaminis dydis, kuris atspindi bendrą energijos kiekį termodinaminėje sistemoje. Pagrindinis skirtumas tarp laisvos energijos ir entalpijos yra tas, kad laisva energija suteikia visą turimą energiją termodinamikos darbams atlikti, o entalpija - bendrą termodinaminės sistemos energiją, kurią galima paversti šiluma.
TURINYS
1. Apžvalga ir pagrindiniai skirtumai
2. Kas yra laisva energija
3. Kas yra entalpija
4. Laisvos energijos ir entalpijos ryšys
5. Gretimasis palyginimas - Laisvosios energijos ir entalpijos lentelės forma
6. Santrauka
Kas yra laisva energija?
Laisva energija yra termodinaminei sistemai galimas energijos kiekis termodinamikos darbams atlikti. Laisva energija turi energijos matmenis. Termodinaminės sistemos laisvos energijos vertę lemia esama sistemos būsena; ne pagal savo istoriją. Yra du pagrindiniai laisvos energijos tipai, dažnai aptariami termodinamikoje; Helmholco ir Gibso energija.
Helmholco laisva energija
„Helmholtz“energija yra energija, kuri yra uždaroje termodinaminėje sistemoje, kad būtų galima atlikti termodinaminius darbus esant pastoviai temperatūrai ir tūriui. Vadinasi, neigiama Helmholtzo energijos vertė rodo maksimalų darbą, kurį termodinaminė sistema gali atlikti išlaikydama pastovią savo tūrį. Siekiant išlaikyti pastovų tūrį, dalis viso termodinaminio darbo atliekama kaip ribinis darbas (kad sistemos riba būtų tokia, kokia ji yra). Žemiau pateikiama Helmholtzo energijos lygtis.
A = U - TS
Kur A yra Helmholtzo laisva energija, U yra vidinė energija, T yra temperatūra, kuri yra pastovi, o S yra sistemos entropija. Entropija yra termodinaminis dydis, parodantis, kad sistemos šiluminė energija nėra prieinama konversijai į mechaninį darbą.
01 pav. Hermannas von Helmholtzas pirmasis pasiūlė Helmholtzo laisvosios energijos sampratą
„Gibbs“nemokama energija:
„Gibbs“energija yra ta energija, kuri yra uždaroje termodinaminėje sistemoje, kad būtų galima atlikti termodinaminius darbus esant pastoviai temperatūrai ir slėgiui. Sistemos tūris gali skirtis. Laisvoji energija žymima G. Žemiau pateikiama laisvosios Gibbso energijos lygtis.
G = H - TS
Pagal aukščiau pateiktą lygtį G yra laisva Gibso energija, H yra sistemos entalpija, Y yra temperatūra, kuri yra pastovi, o S yra sistemos entropija.
Kas yra entalpija?
Sistemos entalpija yra termodinaminis dydis, lygus visam sistemos šilumos kiekiui. Ji lygi vidinei sistemos energijai, pridėjus slėgio ir tūrio sandaugą. Todėl tai yra termodinaminė sistemos savybė. Žemiau pateikiama entalpijos lygtis.
H = U + PV
Atitinkamai H yra sistemos entalpija, U yra sistemos vidinė energija, P yra slėgis ir V yra tūris. Sistemos entalpija rodo tos sistemos pajėgumą išskirti šilumą (atlikti nemechaninį darbą). Entalpija žymima simboliu H.
Sistemos entalpijos nustatymas leidžia mums nurodyti, ar cheminė reakcija yra egzoterminė, ar endoterminė. Sistemos entalpijos pokytis gali būti naudojamas nustatant reakcijų šilumą ir numatant, ar cheminė reakcija yra savaiminė, ar savaiminė.
Koks yra laisvosios energijos ir entalpijos ryšys?
Laisva Gibso energija ir entalpija yra susieti pagal šią lygtį.
G = H - TS
Pagal aukščiau pateiktą lygtį G yra laisva Gibso energija, H yra sistemos entalpija, Y yra temperatūra, kuri yra pastovi, o S yra sistemos entropija. Tiek G, tiek H turi tuos pačius matavimo vienetus.
Koks skirtumas tarp laisvos energijos ir entalpijos?
Laisva energija prieš entalpiją |
|
| Laisva energija yra termodinaminei sistemai galimas energijos kiekis termodinamikos darbams atlikti. | Sistemos entalpija yra termodinaminis dydis, lygus visam sistemos šilumos kiekiui. |
| Koncepcija | |
| Laisva energija suteikia visą turimą energiją termodinaminiams darbams atlikti. | Entalpija suteikia bendrą sistemos energiją, kurią galima paversti šiluma. |
| Atsivertimas | |
| Laisva energija suteikia energiją, kurią galima paversti mechaniniu sistemos darbu. | Entalpija suteikia energiją, kurią galima paversti nemechaniniu sistemos darbu. |
Santrauka - Laisva energija prieš entalpiją
Laisva energija ir termodinaminės sistemos entalpija reiškia energiją, kuri yra sistemoje. Esminis skirtumas tarp laisvosios energijos ir entalpijos yra tas, kad laisva energija suteikia visą turimą energiją termodinaminiam darbui atlikti, o entalpija - bendrą sistemos, kurią galima paversti šiluma, energiją.
