Sự khác biệt giữa năng lượng tự do và Enthalpy
Share
Sự khác biệt chính - Miễn phí Năng lượng vs Enthalpy
Năng lượng tự do và entanpy là hai thuật ngữ nhiệt động được sử dụng để giải thích mối quan hệ giữa năng lượng nhiệt và các phản ứng hóa học xảy ra trong một hệ nhiệt động. Năng lượng tự do hoặc năng lượng tự do nhiệt động là lượng công việc mà một hệ thống nhiệt động lực học có thể thực hiện. Nói cách khác, năng lượng tự do là lượng năng lượng có sẵn trong hệ thống nhiệt động đó để thực hiện công việc nhiệt động. Enthalpy, mặt khác, là một đại lượng nhiệt động đại diện cho tổng hàm lượng năng lượng trong một hệ thống nhiệt động. Các sự khác biệt chính giữa năng lượng tự do và entanpy là năng lượng tự do cung cấp cho tổng năng lượng có sẵn để thực hiện công việc nhiệt động lực học trong khi entanpy cung cấp tổng năng lượng của hệ thống nhiệt động có thể chuyển đổi thành nhiệt.
NỘI DUNG
1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Năng lượng miễn phí là gì
3. Entanpi là gì
4. Mối quan hệ giữa năng lượng tự do và Enthalpy
5. So sánh cạnh nhau - Năng lượng miễn phí so với Enthalpy ở dạng bảng
6. Tóm tắt
Năng lượng miễn phí là gì?
Năng lượng miễn phí là lượng năng lượng có sẵn cho một hệ thống nhiệt động để thực hiện công việc nhiệt động. Năng lượng tự do có kích thước của năng lượng. Giá trị của năng lượng tự do của một hệ nhiệt động được xác định bởi trạng thái hiện tại của hệ thống; không phải bởi lịch sử của nó. Có hai loại năng lượng tự do chính thường được thảo luận trong nhiệt động lực học; Năng lượng tự do Helmholtz và năng lượng tự do Gibbs.
Năng lượng miễn phí Helmholtz
Năng lượng tự do Helmholtz là năng lượng có sẵn trong một hệ thống nhiệt động khép kín để thực hiện công việc nhiệt động lực học ở nhiệt độ và thể tích không đổi. Do đó, giá trị âm của năng lượng Helmholtz chỉ ra công việc tối đa mà hệ thống nhiệt động lực học có thể thực hiện bằng cách giữ cho âm lượng không đổi. Để giữ cho âm lượng không đổi, một số công việc nhiệt động tổng thể được thực hiện như công việc biên (để giữ ranh giới của hệ thống như hiện tại). Phương trình của năng lượng Helmholtz được đưa ra dưới đây.
A = U - TS
Trong đó A là năng lượng tự do Helmholtz, U là năng lượng bên trong, T là nhiệt độ, là hằng số và S là entropy của hệ. Entropy là một đại lượng nhiệt động lực biểu thị sự không có sẵn của năng lượng nhiệt của hệ thống để chuyển đổi thành công việc cơ khí.
Hình 01: Hermann von Helmholtz là người đầu tiên đề xuất khái niệm năng lượng tự do Helmholtz
Năng lượng miễn phí Gibbs:
Gibbs giải phóng năng lượng năng lượng có sẵn trong một hệ thống nhiệt động khép kín để thực hiện công việc nhiệt động lực học ở nhiệt độ và áp suất không đổi. Âm lượng của hệ thống có thể thay đổi. Năng lượng tự do được ký hiệu là G. Phương trình của năng lượng tự do Gibbs được đưa ra dưới đây.
G = H - TS
Trong phương trình trên, G là năng lượng tự do Gibbs, H là entanpy của hệ, Y là nhiệt độ, là hằng số và S là entropy của hệ.
Entanpi là gì?
Enthalpy của một hệ thống là một đại lượng nhiệt động tương đương với tổng lượng nhiệt của một hệ thống. Nó bằng năng lượng bên trong của hệ thống cộng với tích của áp suất và thể tích. Do đó, nó là một thuộc tính nhiệt động của một hệ thống. Các phương trình entanpi được đưa ra dưới đây.
H = U + PV
Theo đó, H là entanpy của hệ thống, U là năng lượng bên trong của hệ thống, P là áp suất và V là thể tích. Entanpi của một hệ thống là dấu hiệu cho thấy khả năng giải phóng nhiệt của hệ thống đó (để thực hiện các công việc phi cơ học). Entanpi được ký hiệu là ký hiệu H.
Xác định entanpy của một hệ thống cho phép chúng ta chỉ ra liệu một phản ứng hóa học là tỏa nhiệt hay phản ứng nhiệt. Sự thay đổi entanpy của một hệ thống có thể được sử dụng để xác định sức nóng của các phản ứng và cũng để dự đoán xem một phản ứng hóa học là tự phát hay không tự phát.
Mối quan hệ giữa năng lượng tự do và Enthalpy là gì?
Năng lượng tự do Gibbs và entanpy có liên quan thông qua phương trình sau.
G = H - TS
Trong phương trình trên, G là năng lượng tự do Gibbs, H là entanpy của hệ, Y là nhiệt độ, là hằng số và S là entropy của hệ. Cả G và H có cùng đơn vị đo lường.
Sự khác biệt giữa năng lượng tự do và Enthalpy là gì?
Năng lượng miễn phí vs Enthalpy | |
| Năng lượng tự do là lượng năng lượng có sẵn cho một hệ thống nhiệt động để thực hiện công việc nhiệt động. | Entanpi của một hệ thống là một đại lượng nhiệt động tương đương với tổng lượng nhiệt của một hệ thống. |
| Ý tưởng | |
| Năng lượng miễn phí cung cấp cho tổng năng lượng có sẵn để thực hiện công việc nhiệt động. | Enthalpy cung cấp cho toàn bộ năng lượng của một hệ thống có thể chuyển đổi thành nhiệt. |
| Chuyển đổi | |
| Năng lượng miễn phí mang lại năng lượng có thể chuyển đổi thành công việc cơ học của hệ thống. | Enthalpy cung cấp năng lượng có thể được chuyển đổi thành công việc phi cơ học của hệ thống. |
Tóm lược - Miễn phí Năng lượng vs Enthalpy
Năng lượng tự do và entanpy của hệ thống nhiệt động đại diện cho năng lượng có sẵn trong một hệ thống. Sự khác biệt chính giữa năng lượng tự do và entanpy là năng lượng tự do cung cấp tổng năng lượng có sẵn để thực hiện công việc nhiệt động lực học trong khi entanpy cung cấp tổng năng lượng của một hệ thống có thể chuyển đổi thành nhiệt.
Tài liệu tham khảo:
1. Biên tập viên của Encyclopædia Britannica. Năng lượng miễn phí. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., Ngày 5 tháng 1 năm 2012. Có sẵn tại đây
2.Helmenstine, Anne Marie, D .. Enthalpy trong hóa học và vật lý là gì? Th thinkCo, ngày 25 tháng 1 năm 2018. Có sẵn tại đây
3. Năng lượng miễn phí Helmholtz. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17 tháng 2 năm 2018. Có sẵn tại đây
4. Năng lượng Gibbs (Miễn phí). Hóa học LibreTexts, Libretexts, ngày 12 tháng 1 năm 2018. Có sẵn tại đây
Hình ảnh lịch sự:
1.'Hermann von Helmholtz '(Tên miền công cộng) qua Commons Wikimedia
