Rozdiel medzi voľnou energiou a entalpiou

Kľúčový rozdiel - zadarmo energie vs Enthalpy
 

Voľná ​​energia a entalpia sú dva termodynamické termíny používané na vysvetlenie vzťahu medzi tepelnou energiou a chemickými reakciami, ktoré sa vyskytujú v termodynamickom systéme. Voľná ​​energia alebo termodynamická voľná energia je množstvo práce, ktorú môže termodynamický systém vykonať. Inými slovami, voľná energia je množstvo energie, ktorá je k dispozícii v tomto termodynamickom systéme na vykonávanie termodynamickej práce. Entalpia, na druhej strane, je termodynamická veličina, ktorá predstavuje celkový obsah energie v termodynamickom systéme. kľúčový rozdiel medzi voľnou energiou a entalpiou je to voľná energia poskytuje celkovú energiu dostupnú na vykonanie termodynamickej práce, zatiaľ čo entalpia dáva celkovú energiu termodynamického systému, ktorý možno previesť na teplo.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je to bezplatná energia
3. Čo je Enthalpy
4. Vzťah medzi voľnou energiou a entalpiou
5. Porovnanie bok po boku - energia zadarmo vs entalpie v tabuľkovej forme
6. Zhrnutie

Čo je to bezplatná energia?

Voľná ​​energia je množstvo energie, ktorá je k dispozícii pre termodynamický systém na vykonávanie termodynamickej práce. Voľná ​​energia má rozmery energie. Hodnota voľnej energie termodynamického systému je určená súčasným stavom systému; nie podľa svojej histórie. V termodynamike sa často diskutuje o dvoch hlavných druhoch voľnej energie; Helmholtzova bezplatná energia a Gibbsova bezplatná energia.

Helmholtz Free Energy

Helmholtzova bezplatná energia je energia, ktorá je k dispozícii v uzavretom termodynamickom systéme na vykonávanie termodynamickej práce pri konštantnej teplote a objeme. Záporná hodnota Helmholtzovej energie teda indikuje maximálnu prácu, ktorú môže termodynamický systém udržať udržiavaním jeho objemovej konštanty. Aby sa udržal konštantný objem, časť celkovej termodynamickej práce sa vykonáva ako hraničná práca (aby sa udržala hranica systému tak, ako je). Rovnica Helmholtzovej energie je uvedená nižšie.

A = U - TS

Kde A je Helmholtzova voľná energia, U je vnútorná energia, T je teplota, ktorá je konštantná a S je entropia systému. Entropia je termodynamická veličina predstavujúca nedostupnosť tepelnej energie systému na premenu na mechanickú prácu.

Obrázok 01: Hermann von Helmholtz ako prvý navrhol koncepciu Helmholtzovej voľnej energie

Bezplatná energia Gibbs:

Gibbsova bezplatná energia je energia, ktorá je k dispozícii v uzavretom termodynamickom systéme na vykonávanie termodynamickej práce pri konštantnej teplote a tlaku. Objem systému sa môže líšiť. Voľná ​​energia je označená G. Rovnica Gibbsovej voľnej energie je uvedená nižšie.

G = H - TS

Vo vyššie uvedenej rovnici G je Gibbsova voľná energia, H je entalpia systému, Y je teplota, ktorá je konštantná a S je entropia systému.

Čo je Enthalpy?

Entalpia systému je termodynamická veličina ekvivalentná celkovému tepelnému obsahu systému. Rovná sa vnútornej energii systému plus súčin tlaku a objemu. Preto je to termodynamická vlastnosť systému. rovnica entalpie je uvedený nižšie.

H = U + PV

H je teda entalpia systému, U je vnútorná energia systému, P je tlak a V je objem. Entalpia systému je údajom o schopnosti systému uvoľňovať teplo (vykonávať nemechanickú prácu). Entalpia je označená symbolom H..

Stanovenie entalpie systému nám umožňuje naznačiť, či je chemická reakcia exotermická alebo endotermická. Zmena entalpie systému sa môže použiť na stanovenie tepla reakcií a tiež na predpovedanie toho, či je chemická reakcia spontánna alebo ne spontánna..

Aký je vzťah medzi slobodnou energiou a entalpiou?

Gibbsova voľná energia a entalpia súvisia pomocou nasledujúcej rovnice.

G = H - TS

Vo vyššie uvedenej rovnici G je Gibbsova voľná energia, H je entalpia systému, Y je teplota, ktorá je konštanta a S je entropia systému. G aj H majú rovnaké meracie jednotky.

Aký je rozdiel medzi voľnou energiou a entalpiou?

Energia zadarmo vs Enthalpy
Voľná ​​energia je množstvo energie, ktorá je k dispozícii pre termodynamický systém na vykonávanie termodynamickej práce.	Entalpia systému je termodynamická veličina ekvivalentná celkovému tepelnému obsahu systému.
pojem
Voľná ​​energia poskytuje celkovú energiu, ktorá je k dispozícii na vykonávanie termodynamickej práce.	Entalpia dáva celkovú energiu systému, ktorý je možné previesť na teplo.
premena
Voľná ​​energia dáva energiu, ktorú je možné previesť na mechanickú prácu systému.	Entalpia dáva energiu, ktorú je možné previesť na nemechanickú prácu systému.

zhrnutie - zadarmo energie vs Enthalpy

Voľná ​​energia a entalpia termodynamického systému predstavujú energiu, ktorá je v systéme k dispozícii. Kľúčový rozdiel medzi voľnou energiou a entalpiou je v tom, že voľná energia dáva celkovú energiu dostupnú na vykonanie termodynamickej práce, zatiaľ čo entalpia dáva celkovú energiu systému, ktorý sa môže premeniť na teplo..

referencie:

1. Redaktori Encyclopædia Britannica. „Bezplatná energia.“ Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 5. januára 2012. K dispozícii tu
2.Helmenstine, Anne Marie, D. „Čo je to entalpie v chémii a fyzike?“ ThoughtCo, 25. januára 2018. K dispozícii tu
3. „Helmholtzova bezplatná energia“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17. februára 2018. K dispozícii tu
4. „Gibbsova (bezplatná) energia.“ Chémia LibreTexts, Libretexts, 12. januára 2018. K dispozícii tu

S láskavým dovolením:

1.'Hermann von Helmholtz '(Public Domain) prostredníctvom Commons Wikimedia