Разлика между свободната енергия и енталпията

Разлика на ключовете - безплатно Енергия срещу Енталпия
 

Свободната енергия и енталпията са два термодинамични термина, използвани за обясняване на връзката между топлинната енергия и химичните реакции, които се случват в термодинамична система. Свободната енергия или термодинамичната свободна енергия е количеството работа, която термодинамичната система може да извърши. С други думи, свободната енергия е количеството енергия, което е налично в тази термодинамична система за извършване на термодинамична работа. Енталпията, от друга страна, е термодинамично количество, което представлява общото съдържание на енергия в термодинамичната система. Най- ключова разлика между свободната енергия и енталпията е това свободната енергия дава общата енергия на разположение за извършване на термодинамична работа, докато енталпията дава общата енергия на термодинамична система, която може да бъде преобразувана в топлина.

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е безплатна енергия
3. Какво е Енталпия
4. Връзка между свободната енергия и енталпията
5. Паралелно сравнение - Свободна енергия срещу Енталпия в таблична форма
6. Резюме

Какво е безплатна енергия?

Свободната енергия е количеството енергия, достъпно за една термодинамична система за извършване на термодинамична работа. Свободната енергия има размерите на енергия. Стойността на свободната енергия на термодинамична система се определя от сегашното състояние на системата; а не от нейната история. Има два основни типа свободна енергия, често обсъждани в термодинамиката; Хелмхолц без енергия и Gibbs безплатна енергия.

Helmholtz Free Energy

Безплатната енергия на Helmholtz е енергията, която се предлага в затворена термодинамична система за извършване на термодинамична работа при постоянна температура и обем. Следователно отрицателната стойност на Helmholtz енергия показва максималната работа, която термодинамичната система може да извърши, като поддържа постоянния си обем. За да се поддържа постоянен обемът, част от общата термодинамична работа се извършва като гранична работа (за да се запази границата на системата такава, каквато е). Уравнението на енергията на Хелмхолц е дадено по-долу.

A = U - TS

Където A е свободната енергия на Хелмхолц, U е вътрешната енергия, T е температура, която е константа и S е ентропията на системата. Ентропията е термодинамично количество, представляващо липсата на топлинна енергия на системата за преобразуване в механична работа.

Фигура 01: Херман фон Хелмхолц беше първият, който предложи концепцията за свободната енергия на Хелмхолц

Безплатна енергия на Gibbs:

Gibbs освобождава енергията енергията, която се предлага в затворена термодинамична система за извършване на термодинамична работа при постоянна температура и налягане. Обемът на системата може да варира. Свободната енергия се обозначава с G. Уравнението на свободната енергия на Гибс е дадено по-долу.

G = H - TS

В горното уравнение G е свободна енергия на Гибс, H е енталпията на системата, Y е температурата, която е константа и S е ентропията на системата.

Какво е Енталпия?

Енталпията на системата е термодинамично количество, еквивалентно на общото топлинно съдържание в системата. Тя е равна на вътрешната енергия на системата плюс произведението на налягане и обем. Следователно, това е термодинамично свойство на една система. Най- уравнение на енталпията е дадено по-долу.

H = U + PV

Съответно, H е енталпията на системата, U е вътрешната енергия на системата, P е налягането и V е обемът. Енталпията на системата е индикация за способността на системата да отделя топлина (за извършване на немеханична работа). Енталпията се обозначава със символа H.

Определянето на енталпията на дадена система ни позволява да определим дали химическата реакция е екзотермична или ендотермична. Промяната в енталпията на системата може да се използва за определяне на топлината на реакциите, а също и за прогнозиране дали химическа реакция е спонтанна или не спонтанна..

Каква е връзката между свободната енергия и енталпията?

Свободната енергия и енталпията на Гибс са свързани чрез следното уравнение.

G = H - TS

В горното уравнение G е свободна енергия на Гибс, H е енталпията на системата, Y е температурата, която е константа и S е ентропията на системата. И G и H имат еднакви измервателни единици.

Каква е разликата между свободната енергия и енталпията?

Безплатна енергия срещу Енталпия
Свободната енергия е количеството енергия, достъпно за една термодинамична система за извършване на термодинамична работа.	Енталпията на системата е термодинамично количество, еквивалентно на общото топлинно съдържание в системата.
понятие
Безплатната енергия дава общата налична енергия за извършване на термодинамична работа.	Енталпията дава общата енергия на система, която може да бъде преобразувана в топлина.
конверсия
Безплатната енергия дава енергията, която може да бъде преобразувана в механична работа на системата.	Енталпията дава енергията, която може да се преобразува в немеханична работа на системата.

резюме - Безплатно Енергия срещу Енталпия

Свободната енергия и енталпията на термодинамичната система представляват енергия, която е налична в системата. Ключовата разлика между свободната енергия и енталпията е, че свободната енергия дава общата енергия на разположение за извършване на термодинамична работа, докато енталпията дава общата енергия на система, която може да бъде преобразувана в топлина.

справка:

1.Редакторите на Encyclopædia Britannica. „Безплатна енергия.“ Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, вкл., 5 януари 2012 г. Достъпно тук
2. Хелменстин, Ан Мари, D. „Какво е енталпия в химията и физиката?“ ThoughtCo, 25 януари 2018 г. Достъпно тук
3. "Без Helmholtz енергия." Уикипедия, Фондация Уикимедия, 17 февруари 2018 г. Достъпно тук
4. "Gibbs (Безплатна) енергия." Химия LibreTexts, Libretexts, 12 януари 2018. Достъпно тук

С любезност на изображенията:

1. 'Герман фон Хелмхолц' (Public Domain) през Wikimedia на Commons