Perbezaan antara tenaga dan entalpi percuma

Perbezaan utama - percuma Tenaga Vs entalpi
 

Tenaga dan entalpi bebas adalah dua istilah termodinamik yang digunakan untuk menjelaskan hubungan antara tenaga haba dan tindak balas kimia yang berlaku dalam sistem termodinamik. Tenaga bebas atau tenaga bebas termodinamik adalah jumlah kerja yang dapat dilakukan oleh sistem termodinamik. Dengan kata lain, tenaga bebas adalah jumlah tenaga yang terdapat dalam sistem termodinamik untuk melaksanakan kerja termodinamik. Enthalpy, sebaliknya, adalah kuantiti termodinamik yang mewakili jumlah kandungan tenaga dalam sistem termodinamik. The Perbezaan utama antara tenaga bebas dan entalpi ialah Tenaga Percuma memberikan jumlah tenaga yang tersedia untuk melaksanakan kerja termodinamik sedangkan entalpi memberikan jumlah tenaga sistem termodinamik yang dapat ditukar menjadi panas.

Kandungan

1. Gambaran Keseluruhan dan Perbezaan Utama
2. Apa itu Tenaga Percuma
3. Apa itu entalpi
4. Hubungan antara tenaga bebas dan entalpi
5. Perbandingan sampingan - tenaga bebas vs entalpi dalam bentuk jadual
6. Ringkasan

Apa itu Tenaga Percuma?

Tenaga Percuma adalah jumlah tenaga yang tersedia untuk sistem termodinamik untuk melaksanakan kerja termodinamik. Tenaga bebas mempunyai dimensi tenaga. Nilai tenaga bebas sistem termodinamik ditentukan oleh keadaan sistem sekarang; bukan melalui sejarahnya. Terdapat dua jenis utama tenaga bebas yang sering dibincangkan dalam termodinamik; Helmholtz Tenaga Percuma dan Tenaga Percuma Gibbs.

Helmholtz Tenaga Percuma

Tenaga Bebas Helmholtz adalah tenaga yang terdapat dalam sistem termodinamik tertutup untuk melaksanakan kerja termodinamik pada suhu dan kelantangan malar. Oleh itu, nilai negatif tenaga helmholtz menunjukkan kerja maksimum yang dapat dilakukan oleh sistem termodinamik dengan memegang volumnya tetap. Untuk mengekalkan kelantangan volum, beberapa kerja termodinamik keseluruhan dilakukan sebagai kerja sempadan (untuk mengekalkan sempadan sistem seperti itu). Persamaan tenaga Helmholtz diberikan di bawah.

A = u- ts

Di mana a adalah tenaga bebas helmholtz, u adalah tenaga dalaman, t adalah suhu, yang tetap dan s adalah entropi sistem. Entropi adalah kuantiti termodinamik yang mewakili ketiadaan tenaga haba sistem untuk penukaran ke dalam kerja mekanikal.

Rajah 01: Hermann von Helmholtz adalah yang pertama mencadangkan konsep Helmholtz Free Energy

Tenaga Percuma Gibbs:

Tenaga bebas gibbs Tenaga yang tersedia dalam sistem termodinamik tertutup untuk melaksanakan kerja termodinamik pada suhu dan tekanan malar. Jumlah sistem boleh berbeza -beza. Tenaga bebas dilambangkan oleh g. Persamaan tenaga bebas Gibbs diberikan di bawah.

G = h -ts

Dalam persamaan di atas, G adalah tenaga bebas Gibbs, h adalah entalpi sistem, y adalah suhu, yang tetap dan s adalah entropi sistem.

Apa itu entalpi?

Entalpi sistem adalah kuantiti termodinamik yang bersamaan dengan jumlah kandungan haba sistem. Ia sama dengan tenaga dalaman sistem ditambah dengan produk tekanan dan kelantangan. Oleh itu, ia adalah harta termodinamik sistem. The Persamaan entalpi diberikan di bawah.

H = u +pv

Sehubungan itu, H adalah entalpi sistem, u adalah tenaga dalaman sistem, p adalah tekanan dan v adalah kelantangan. Enthalpy sistem adalah petunjuk keupayaan sistem itu untuk melepaskan haba (untuk melakukan kerja bukan mekanikal). Entalpi dilambangkan oleh simbol h.

Menentukan entalpi sistem membolehkan kita menunjukkan jika tindak balas kimia adalah eksotermik atau endotermik. Perubahan entalpi sistem boleh digunakan untuk menentukan haba reaksi dan juga untuk meramalkan jika tindak balas kimia adalah spontan atau tidak spontan.

Apakah hubungan antara tenaga bebas dan entalpi?

Tenaga dan entalpi bebas Gibbs berkaitan dengan persamaan berikut.

G = h -ts

Dalam persamaan di atas, G adalah tenaga bebas Gibbs, h adalah entalpi sistem, y adalah suhu, yang tetap dan s adalah entropi sistem. Kedua -dua g dan h mempunyai unit pengukuran yang sama.

Apakah perbezaan antara tenaga bebas dan entalpi?

Ringkasan - Percuma Tenaga Vs entalpi

Tenaga bebas dan entalpi sistem termodinamik mewakili tenaga yang terdapat dalam sistem. Perbezaan utama antara tenaga bebas dan entalpi adalah bahawa tenaga bebas memberikan jumlah tenaga yang tersedia untuk melaksanakan kerja termodinamik sedangkan entalpi memberikan jumlah tenaga sistem yang dapat ditukar menjadi panas.

Rujukan:

1.Editor Encyclopædia Britannica. "Tenaga Percuma."Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 5 Jan. 2012. Terdapat di sini
2.Helmenstine, Anne Marie, D. "Apa enthalpi dalam kimia dan fizik?"Thoughtco, Jan. 25, 2018. Terdapat di sini
3."Tenaga bebas Helmholtz."Wikipedia, Yayasan Wikimedia, 17 Feb. 2018. Terdapat di sini
4."Gibbs (percuma) tenaga."Kimia Libretexts, Libretexts, 12 Jan. 2018. Terdapat di sini

Ihsan gambar:

1.'Hermann von Helmholtz' (domain awam) melalui Commons Wikimedia