Razlika između slobodne energije i entalpije

Ključna razlika - besplatno energija vs Enthalpy
 

Slobodna energija i entalpija dva su termodinamička izraza koja se koriste da objasne odnos toplinske energije i kemijskih reakcija koje se događaju u termodinamičkom sustavu. Slobodna energija ili termodinamička slobodna energija količina je posla koju termodinamički sustav može obaviti. Drugim riječima, besplatna energija je količina energije koja je dostupna u tom termodinamičkom sustavu za obavljanje termodinamičkih radova. Entalpija, s druge strane, je termodinamička količina koja predstavlja ukupni sadržaj energije u termodinamičkom sustavu. ključna razlika između slobodne energije i entalpije je to besplatna energija daje ukupnu energiju na raspolaganju za obavljanje termodinamičkih radova dok entalpija daje ukupnu energiju termodinamičkog sustava koji se može pretvoriti u toplinu.

SADRŽAJ

1. Pregled i ključne razlike
2. Što je besplatna energija
3. Što je entalpija
4. Odnos između slobodne energije i entalpije
5. Usporedna usporedba - Slobodna energija protiv entalpije u tabličnom obliku
6. Sažetak

Što je besplatna energija?

Slobodna energija je količina energije koja je dostupna u termodinamičkom sustavu za obavljanje termodinamičkih radova. Slobodna energija ima dimenzije energije. Vrijednost slobodne energije termodinamičkog sustava određena je sadašnjim stanjem sustava; a ne po svojoj povijesti. Dvije su glavne vrste slobodne energije koje se često raspravljaju u termodinamikama; Helmholtz besplatna energija i Gibbs besplatna energija.

Helmholtz Free Energy

Energija bez Helmholtza je energija koja je dostupna u zatvorenom, termodinamičkom sustavu za obavljanje termodinamičkih radova pri konstantnoj temperaturi i volumenu. Dakle, negativna vrijednost Helmholtz energije ukazuje na maksimalan rad koji termodinamički sustav može obaviti održavanjem konstantne zapremine. Kako bi se održavala konstantna glasnoća, neki se od ukupnih termodinamičkih radova izvode kao rubni (kako bi se zadržala granica sustava kakva jest). Jednadžba Helmholtzove energije dana je u nastavku.

A = U - TS

Gdje je A Helmholtz-ova energija, U je unutarnja energija, T je temperatura, koja je konstanta, a S entropija sustava. Entropija je termodinamička količina koja predstavlja nedostupnost toplinske energije sustava za pretvorbu u mehanički rad.

Slika 01: Hermann von Helmholtz bio je prvi koji je predložio koncept Helmholtz-ove slobodne energije

Gibbs besplatna energija:

Gibbs besplatno oslobađa energiju koja je dostupna u zatvorenom, termodinamičkom sustavu za obavljanje termodinamičkih radova pri konstantnoj temperaturi i tlaku. Glasnoća sustava može varirati. Slobodna energija je označena sa G. Jednadžba Gibbsove slobodne energije dana je u nastavku.

G = H - TS

U gornjoj jednadžbi G je Gibbsova slobodna energija, H je entalpija sustava, Y je temperatura, koja je konstanta, a S entropija sustava.

Što je entalpija?

Entalpija sustava je termodinamička količina jednaka ukupnom sadržaju topline u sustavu. Jednaka je unutarnjoj energiji sustava plus proizvodu tlaka i volumena. Stoga je termodinamičko svojstvo sustava. jednadžba entalpije dan je u nastavku.

H = U + PV

Prema tome, H je entalpija sustava, U je unutarnja energija sustava, P je tlak, a V volumen. Entalpija sustava je pokazatelj sposobnosti tog sustava da otpušta toplinu (za obavljanje nemehaničkih radova). Entalpija je označena simbolom H.

Utvrđivanjem entalpije sustava omogućuje nam da ukažemo na to je li kemijska reakcija egzotermna ili endotermička. Promjena entalpije sustava može se koristiti za određivanje topline reakcija i za predviđanje je li kemijska reakcija spontana ili nes spontana.

Kakav je odnos slobodne energije i entalpije?

Gibbsova slobodna energija i entalpija povezane su kroz sljedeću jednadžbu.

G = H - TS

U gornjoj jednadžbi G je Gibbsova slobodna energija, H je entalpija sustava, Y je temperatura, koja je konstanta, a S entropija sustava. I G i H imaju iste mjerne jedinice.

Koja je razlika između slobodne energije i entalpije?

Besplatna energija vs Enthalpy
Slobodna energija je količina energije koja je dostupna u termodinamičkom sustavu za obavljanje termodinamičkih radova.	Entalpija sustava je termodinamička količina jednaka ukupnom sadržaju topline u sustavu.
Koncept
Besplatna energija daje ukupnu energiju na raspolaganju za obavljanje termodinamičkih radova.	Entalpija daje ukupnu energiju sustava koja se može pretvoriti u toplinu.
Konverzija
Besplatna energija daje energiju koja se može pretvoriti u mehanički rad sustava.	Entalpija daje energiju koja se može pretvoriti u nemehanički rad sustava.

Sažetak - Besplatno energija vs Enthalpy

Slobodna energija i entalpija termodinamičkog sustava predstavljaju energiju koja je dostupna u sustavu. Ključna razlika između slobodne energije i entalpije je u tome što besplatna energija daje ukupnu energiju na raspolaganju za obavljanje termodinamičkih radova dok entalpija daje ukupnu energiju sustava koji se može pretvoriti u toplinu.

Referenca:

1. Urednici Encyclopædia Britannica. "Slobodna energija." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 5. siječnja 2012. Dostupno ovdje
2.Helmenstine, Anne Marie, D. "Što je enttalpija u kemiji i fizici?" ThoughtCo, 25. siječnja 2018. Dostupno ovdje
3. "Energija bez Helmholtza." Wikipedia, Zaklada Wikimedia, 17. veljače 2018. Dostupno ovdje
4. "Gibbs (besplatna) energija." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 12. siječnja 2018. Dostupno ovdje

Ljubaznošću slike:

1. 'Herman von Helmholtz' (Public Domain) putem Commons Wikimedia