Różnica między darmową energią a entalpią

Kluczowa różnica - za darmo Energia vs Entalpia
 

Energia swobodna i entalpia to dwa terminy termodynamiczne używane do wyjaśnienia związku między energią cieplną a reakcjami chemicznymi zachodzącymi w układzie termodynamicznym. Darmowa energia lub bezpłatna energia termodynamiczna to ilość pracy, jaką może wykonać system termodynamiczny. Innymi słowy, energia swobodna to ilość energii, która jest dostępna w tym układzie termodynamicznym do wykonania pracy termodynamicznej. Z kolei entalpia jest wielkością termodynamiczną, która reprezentuje całkowitą zawartość energii w układzie termodynamicznym. The kluczowa różnica między darmową energią a entalpią jest to energia swobodna daje całkowitą energię dostępną do wykonania pracy termodynamicznej, podczas gdy entalpia daje całkowitą energię układu termodynamicznego, którą można przekształcić w ciepło.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest darmowa energia
3. Co to jest entalpia
4. Związek między darmową energią a entalpią
5. Porównanie obok siebie - Darmowa energia kontra entalpia w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie

Czym jest darmowa energia?

Darmowa energia to ilość energii dostępnej dla systemu termodynamicznego do wykonywania pracy termodynamicznej. Darmowa energia ma wymiary energii. Wartość energii swobodnej układu termodynamicznego zależy od aktualnego stanu układu; nie przez swoją historię. Istnieją dwa główne rodzaje darmowej energii, często omawiane w termodynamice; Darmowa energia Helmholtza i energia swobodna Gibbsa.

Darmowa energia Helmholtza

Darmowa energia Helmholtza to energia dostępna w zamkniętym systemie termodynamicznym do wykonywania prac termodynamicznych przy stałej temperaturze i objętości. Stąd ujemna wartość energii Helmholtza wskazuje maksymalną pracę, jaką system termodynamiczny może wykonać, utrzymując stałą objętość. Aby utrzymać stałą objętość, część całej pracy termodynamicznej jest wykonywana jako praca graniczna (w celu zachowania granicy systemu w obecnej postaci). Równanie energii Helmholtza podano poniżej.

A = U - TS

Gdzie A to energia swobodna Helmholtza, U to energia wewnętrzna, T to temperatura, która jest stała, a S to entropia układu. Entropia jest wielkością termodynamiczną reprezentującą niedostępność energii cieplnej systemu do zamiany na pracę mechaniczną.

Rycina 01: Hermann von Helmholtz jako pierwszy zaproponował koncepcję darmowej energii Helmholtza

Gibbs Free Energy:

Energia swobodna Gibbsa energia dostępna w zamkniętym systemie termodynamicznym do wykonywania pracy termodynamicznej przy stałej temperaturze i ciśnieniu. Głośność systemu może się różnić. Wolna energia jest oznaczona przez G. Równanie darmowej energii Gibbsa podano poniżej.

G = H - TS

W powyższym równaniu G to energia swobodna Gibbsa, H to entalpia układu, Y to temperatura, która jest stała, a S to entropia układu.

Co to jest entalpia?

Entalpia układu to ilość termodynamiczna równoważna całkowitej zawartości ciepła w układzie. Jest równy energii wewnętrznej układu plus iloczyn ciśnienia i objętości. Dlatego jest to termodynamiczna właściwość układu. The równanie entalpii podano poniżej.

H = U + PV

Odpowiednio, H jest entalpią układu, U jest energią wewnętrzną układu, P jest ciśnieniem, a V jest objętością. Entalpia systemu wskazuje na zdolność tego systemu do uwalniania ciepła (do wykonywania prac niemechanicznych). Entalpia jest oznaczona symbolem H.

Określenie entalpii układu pozwala nam wskazać, czy reakcja chemiczna jest egzotermiczna czy endotermiczna. Zmianę entalpii układu można wykorzystać do określenia ciepła reakcji, a także do przewidzenia, czy reakcja chemiczna jest spontaniczna czy nie spontaniczna.

Jaki jest związek między darmową energią a entalpią?

Energia swobodna i entalpia Gibbsa są powiązane za pomocą następującego równania.

G = H - TS

W powyższym równaniu G to energia swobodna Gibbsa, H to entalpia układu, Y to temperatura, która jest stała, a S to entropia układu. Zarówno G, jak i H mają te same jednostki miary.

Jaka jest różnica między darmową energią a entalpią?

Darmowa energia kontra entalpia
Darmowa energia to ilość energii dostępnej dla systemu termodynamicznego do wykonywania pracy termodynamicznej.	Entalpia układu to ilość termodynamiczna równoważna całkowitej zawartości ciepła w układzie.
Pojęcie
Darmowa energia daje całkowitą energię dostępną do wykonania pracy termodynamicznej.	Entalpia daje całkowitą energię systemu, którą można przekształcić w ciepło.
Konwersja
Darmowa energia daje energię, którą można przekształcić w mechaniczną pracę systemu.	Entalpia daje energię, którą można przekształcić w niemechaniczną pracę systemu.

streszczenie - Darmowy Energia vs Entalpia

Energia swobodna i entalpia układu termodynamicznego reprezentują energię dostępną w układzie. Kluczowa różnica między energią swobodną a entalpią polega na tym, że energia swobodna daje całkowitą energię dostępną do wykonania pracy termodynamicznej, podczas gdy entalpia daje całkowitą energię systemu, który można przekształcić w ciepło.

Odniesienie:

1. Redakcja Encyclopædia Britannica. "Darmowa energia." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 5 stycznia 2012. Dostępny tutaj
2.Helmenstine, Anne Marie, D. „Co to jest entalpia w chemii i fizyce?” ThoughtCo, 25 stycznia 2018. Dostępne tutaj
3. „Darmowa energia Helmholtza”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17 lutego 2018 r. Dostępne tutaj
4. „Energia Gibbs (darmowa)”. Chemia LibreTexts, Libretexts, 12 stycznia 2018. Dostępne tutaj

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1.'Hermann von Helmholtz '(domena publiczna) przez Commons Wikimedia