Különbség A Szabad Energia és Az Entalpia Között

2024 Szerző: Mildred Bawerman | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 08:39

Fő különbség - Ingyenes energia vs entalpia

A szabad energia és az entalpia két termodinamikai kifejezés, amelyek a hőenergia és a termodinamikai rendszerben bekövetkező kémiai reakciók kapcsolatának magyarázatára szolgálnak. A szabad energia vagy a termodinamikus szabad energia a termodinamikai rendszer által elvégezhető munka mennyisége. Más szavakkal, a szabad energia az az energiamennyiség, amely rendelkezésre áll az adott termodinamikai rendszerben a termodinamikai munka elvégzéséhez. Az entalpia viszont egy termodinamikai mennyiség, amely a termodinamikai rendszer teljes energiatartalmát képviseli. A szabad energia és az entalpia közötti legfontosabb különbség az, hogy a szabad energia adja a termodinamikai munka elvégzéséhez rendelkezésre álló teljes energiát, míg az entalpia egy hővé alakítható termodinamikai rendszer teljes energiáját adja.

TARTALOM

1. Áttekintés és kulcsfontosságú különbség

2. Mi a szabad energia

3. Mi az entalpia

4. A szabad energia és az entalpia kapcsolata

5. Egymás melletti összehasonlítás - Ingyenes energia vs entalpia táblázatos formában

6. Összefoglalás

Mi az a szabad energia?

A szabad energia a termodinamikai rendszer számára rendelkezésre álló energiamennyiség a termodinamikai munka elvégzéséhez. A szabad energiának megvan az energia mérete. A termodinamikai rendszer szabad energiájának értékét a rendszer jelenlegi állapota határozza meg; nem a története alapján. A szabad energiának két fő típusa van, amelyekről gyakran beszélnek a termodinamika; Helmholtz-mentes energia és Gibbs-mentes energia.

Helmholtz szabad energia

A Helmholtz-mentes energia az az energia, amely zárt, termodinamikus rendszerben áll rendelkezésre a termodinamikai munkák elvégzéséhez állandó hőmérsékleten és térfogaton. Ennélfogva a Helmholtz-energia negatív értéke azt a maximális munkát jelzi, amelyet a termodinamikai rendszer a térfogatának állandóan tartva végezhet el. Annak érdekében, hogy a térfogat állandó maradjon, a teljes termodinamikai munka egy részét határmunkaként végzik (a rendszer határának megtartása érdekében). A Helmholtz-energia egyenletét az alábbiakban adjuk meg.

A = U - TS

Ahol A jelentése a Helmholtz-féle szabad energia, U a belső energia, T egy hőmérséklet, amely állandó és S a rendszer entrópiája. Az entrópia egy termodinamikai mennyiség, amely azt mutatja, hogy a rendszer hőenergiája nem érhető el a mechanikai munkává történő átalakításhoz.

01. ábra: Hermann von Helmholtz elsőként javasolta a Helmholtz-mentes energia fogalmát

Gibbs szabad energia:

A Gibbs felszabadítja azt az energiát, amely egy zárt, termodinamikus rendszerben rendelkezésre áll, hogy állandó hőmérsékleten és nyomáson végezze a termodinamikai munkát. A rendszer hangereje változhat. A szabad energiát G.-vel jelöljük. A Gibbs-féle szabad energia egyenletét az alábbiakban adjuk meg.

G = H - TS

A fenti egyenletben G jelentése Gibbs-mentes energia, H a rendszer entalpiája, Y a hőmérséklet, amely állandó és S a rendszer entrópiája.

Mi az entalpia?

A rendszer entalpiaja egy termodinamikai mennyiség, amely megegyezik a rendszer teljes hőtartalmával. Ez megegyezik a rendszer belső energiájával, plusz a nyomás és a térfogat szorzatával. Ezért ez egy rendszer termodinamikai tulajdonsága. Az entalpia egyenletét az alábbiakban adjuk meg.

H = U + PV

Ennek megfelelően H a rendszer entalpiája, U a rendszer belső energiája, P a nyomás és V a térfogat. A rendszer entalpiaja annak a rendszernek a hőelvezetésre való képességét jelzi (nem mechanikus munka elvégzésére). Az entalpia H szimbólummal van jelölve.

A rendszer entalpiájának meghatározása lehetővé teszi számunkra annak jelzését, hogy a kémiai reakció exoterm vagy endoterm. A rendszer entalpiájának változása felhasználható a reakciók hőjének meghatározására, valamint annak előrejelzésére, hogy a kémiai reakció spontán vagy nem spontán.

Mi a kapcsolat a szabad energia és az entalpia között?

A Gibbs-féle szabad energia és az entalpia a következő egyenleten keresztül kapcsolódik egymáshoz.

G = H - TS

A fenti egyenletben G jelentése Gibbs-mentes energia, H a rendszer entalpiája, Y a hőmérséklet, amely állandó és S a rendszer entrópiája. G-nek és H-nek is ugyanaz a mértékegysége.

Mi a különbség a szabad energia és az entalpia között?

Ingyenes energia vs entalpia
A szabad energia a termodinamikai rendszer számára rendelkezésre álló energiamennyiség a termodinamikai munka elvégzéséhez.	A rendszer entalpiaja egy termodinamikai mennyiség, amely megegyezik a rendszer teljes hőtartalmával.
Koncepció
A szabad energia adja a termodinamikai munkák elvégzéséhez rendelkezésre álló teljes energiát.	Az entalpia megadja a hővé alakítható rendszer teljes energiáját.
Átalakítás
A szabad energia adja a rendszer mechanikai munkájává átalakítható energiát.	Az entalpia adja azt az energiát, amely átalakítható a rendszer nem mechanikus munkájává.

Összegzés - Ingyenes energia vs entalpia

A termodinamikai rendszer szabad energiája és entalpiája a rendszerben rendelkezésre álló energiát képviseli. A legfontosabb különbség a szabad energia és az entalpia között az, hogy a szabad energia adja a termodinamikai munkák elvégzéséhez rendelkezésre álló teljes energiát, míg az entalpia egy hővé alakítható rendszer teljes energiáját adja.