Diferența cheie - Energie gratuită vs entalpie
Energia liberă și entalpia sunt doi termeni termodinamici folosiți pentru a explica relația dintre energia termică și reacțiile chimice care apar într-un sistem termodinamic. Energia liberă sau energia liberă termodinamică este cantitatea de muncă pe care o poate efectua un sistem termodinamic. Cu alte cuvinte, energia liberă este cantitatea de energie disponibilă în acel sistem termodinamic pentru a efectua lucrări termodinamice. Entalpia, pe de altă parte, este o mărime termodinamică care reprezintă conținutul total de energie într-un sistem termodinamic. Diferența cheie între energia liberă și entalpia este că energia liberă oferă energia totală disponibilă pentru efectuarea lucrărilor termodinamice, în timp ce entalpia oferă energia totală a unui sistem termodinamic care poate fi transformat în căldură.
CUPRINS
1. Prezentare generală și diferența cheie
2. Ce este energia liberă
3. Ce este entalpia
4. Relația dintre energia liberă și entalpia
5. Comparație side by side - Energia liberă vs entalpia în formă tabelară
6. Rezumat
Ce este energia liberă?
Energia liberă este cantitatea de energie disponibilă pentru un sistem termodinamic pentru a efectua lucrări termodinamice. Energia liberă are dimensiunile energiei. Valoarea energiei libere a unui sistem termodinamic este determinată de starea actuală a sistemului; nu prin istoria sa. Există două tipuri principale de energie liberă adesea discutate în termodinamică; Energie liberă Helmholtz și energie liberă Gibbs.
Energie liberă Helmholtz
Energia fără Helmholtz este energia disponibilă într-un sistem închis, termodinamic pentru a efectua lucrări termodinamice la temperatură și volum constante. Prin urmare, valoarea negativă a energiei Helmholtz indică munca maximă pe care o poate realiza un sistem termodinamic prin menținerea volumului său constant. Pentru a menține volumul constant, o parte din lucrarea termodinamică totală se face ca lucrare la graniță (pentru a păstra granița sistemului așa cum este). Ecuația energiei Helmholtz este dată mai jos.
A = U - TS
Unde A este energia liberă Helmholtz, U este energia internă, T este o temperatură, care este o constantă și S este entropia sistemului. Entropia este o cantitate termodinamică care reprezintă indisponibilitatea energiei termice a unui sistem pentru conversia în lucru mecanic.
Figura 01: Hermann von Helmholtz a fost primul care a propus conceptul de energie liberă Helmholtz
Energie gratuită Gibbs:
Energia liberă Gibbs este energia disponibilă într-un sistem termodinamic închis pentru a efectua lucrări termodinamice la temperatură și presiune constante. Volumul sistemului poate varia. Energia liberă este notată cu G. Ecuația energiei libere a lui Gibbs este dată mai jos.
G = H - TS
În ecuația de mai sus, G este energia liberă a lui Gibbs, H este entalpia sistemului, Y este temperatura, care este o constantă și S este entropia sistemului.
Ce este Entalpia?
Entalpia unui sistem este o cantitate termodinamică echivalentă cu conținutul total de căldură al unui sistem. Este egal cu energia internă a sistemului plus produsul de presiune și volum. Prin urmare, este o proprietate termodinamică a unui sistem. Ecuația entalpiei este dată mai jos.
H = U + PV
În consecință, H este entalpia sistemului, U este energia internă a sistemului, P este presiunea și V este volumul. Entalpia unui sistem este indicația capacității sistemului de a elibera căldură (de a face lucrări nemecanice). Entalpia este notată cu simbolul H.
Determinarea entalpiei unui sistem ne permite să indicăm dacă o reacție chimică este exotermă sau endotermă. Schimbarea entalpiei unui sistem poate fi utilizată pentru a determina căldura reacțiilor și, de asemenea, pentru a prezice dacă o reacție chimică este spontană sau non-spontană.
Care este relația dintre energia liberă și entalpia?
Energia liberă și entalpia Gibbs sunt legate prin următoarea ecuație.
G = H - TS
În ecuația de mai sus, G este energia liberă a lui Gibbs, H este entalpia sistemului, Y este temperatura, care este o constantă și S este entropia sistemului. Atât G, cât și H au aceleași unități de măsură.
Care este diferența dintre energia liberă și entalpia?
Energie gratuită vs entalpie |
|
| Energia liberă este cantitatea de energie disponibilă pentru un sistem termodinamic pentru a efectua lucrări termodinamice. | Entalpia unui sistem este o cantitate termodinamică echivalentă cu conținutul total de căldură al unui sistem. |
| Concept | |
| Energia liberă oferă energia totală disponibilă pentru efectuarea lucrărilor termodinamice. | Entalpia oferă energia totală a unui sistem care poate fi transformat în căldură. |
| Conversie | |
| Energia liberă oferă energia care poate fi convertită în lucrări mecanice ale sistemului. | Entalpia oferă energia care poate fi convertită în lucrări nemecanice ale sistemului. |
Rezumat - Energie gratuită vs entalpie
Energia liberă și entalpia unui sistem termodinamic reprezintă energia disponibilă într-un sistem. Diferența cheie între energia liberă și entalpia este că energia liberă oferă energia totală disponibilă pentru efectuarea lucrărilor termodinamice, în timp ce entalpia oferă energia totală a unui sistem care poate fi transformat în căldură.
