Forskjellen mellom fri energi og engtal

Nøkkelforskjell - Gratis Energi mot Enthalpy
 

Fri energi og entalpi er to termodynamiske termer som brukes til å forklare forholdet mellom varmeenergi og kjemiske reaksjoner som forekommer i et termodynamisk system. Fri energi eller termodynamisk fri energi er mengden arbeid som et termodynamisk system kan utføre. Med andre ord, fri energi er mengden energi som er tilgjengelig i det termodynamiske systemet for å utføre termodynamisk arbeid. Enthalpy, derimot, er en termodynamisk mengde som representerer det totale energiinnholdet i et termodynamisk system. De nøkkelforskjell mellom fri energi og entalpy er det fri energi gir den totale energien tilgjengelig for å utføre termodynamisk arbeid mens entalpi gir den totale energien til et termodynamisk system som kan omdannes til varme.

INNHOLD

1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er fri energi
3. Hva er Enthalpy
4. Forholdet mellom fri energi og engtal
5. Sammenligning ved siden av siden - Fri energi mot enthalpy i tabellform
6. Sammendrag

Hva er fri energi?

Fri energi er mengden energi som er tilgjengelig for et termodynamisk system for å utføre termodynamisk arbeid. Fri energi har dimensjonene av energi. Verdien av den frie energien til et termodynamisk system bestemmes av systemets nåværende tilstand; ikke av sin historie. Det er to hovedtyper av fri energi som ofte diskuteres i termodynamikk; Helmholtz fri energi og Gibbs fri energi.

Helmholtz Free Energy

Helmholtz-fri energi er energien som er tilgjengelig i et lukket, termodynamisk system for å utføre termodynamisk arbeid ved konstant temperatur og volum. Den negative verdien av Helmholtz-energi indikerer derfor det maksimale arbeidet som et termodynamisk system kan utføre ved å holde volumet konstant. For å holde volumet konstant, gjøres noe av det totale termodynamiske arbeidet som grensearbeid (for å holde grensen til systemet som det er). Ligningen av Helmholtz-energi er gitt nedenfor.

A = U - TS

Hvor A er Helmholtz fri energi, U er den indre energien, T er en temperatur, som er konstant og S er entropi av systemet. Entropi er en termodynamisk mengde som representerer utilgjengeligheten av et systems termiske energi for konvertering til mekanisk arbeid.

Figur 01: Hermann von Helmholtz var den første til å foreslå konseptet Helmholtz fri energi

Gibbs fri energi:

Gibbs fri energi energien som er tilgjengelig i et lukket, termodynamisk system for å utføre termodynamisk arbeid ved konstant temperatur og trykk. Volumet av systemet kan variere. Fri energi er betegnet av G. Ligningen av Gibbs fri energi er gitt nedenfor.

G = H - TS

I ovennevnte ligning er G Gibbs fri energi, H er systemets entalpi, Y er temperaturen, som er en konstant og S er entropi av systemet.

Hva er Enthalpy?

Enthalpy av et system er en termodynamisk mengde som tilsvarer det totale varmeinnholdet i et system. Det er lik den interne energien til systemet pluss produktet av trykk og volum. Derfor er det en termodynamisk egenskap av et system. De ligning av entalpi er gitt nedenfor.

H = U + PV

Følgelig er H entalpien til systemet, U er den indre energien til systemet, P er trykket og V er volumet. Systemets entalpi er indikasjonen for at systemets evne til å frigjøre varme (for å gjøre ikke-mekanisk arbeid). Entalpien er betegnet med symbolet H.

Ved å bestemme enthalpien av et system kan vi indikere om en kjemisk reaksjon er eksoterm eller endoterm. Endringen i enthalpi av et system kan brukes til å bestemme varmen av reaksjoner og også forutsi om en kjemisk reaksjon er spontan eller ikke-spontan.

Hva er forholdet mellom fri energi og engtal?

Gibbs fri energi og entalpi er relatert gjennom følgende ligning.

G = H - TS

I ovennevnte ligning er G Gibbs fri energi, H er systemets entalpi, Y er temperaturen, som er en konstant og S er entropi av systemet. Både G og H har samme måleenheter.

Hva er forskjellen mellom fri energi og enthalpy?

Gratis Energi mot Enthalpy
Fri energi er mengden energi som er tilgjengelig for et termodynamisk system for å utføre termodynamisk arbeid.	Enthalpy av et system er en termodynamisk mengde som tilsvarer det totale varmeinnholdet i et system.
Konsept
Fri energi gir den totale energien tilgjengelig for å utføre termodynamisk arbeid.	Entalalp gir den totale energien til et system som kan omdannes til varme.
Omdannelse
Fri energi gir energien som kan konverteres til mekanisk arbeid i systemet.	Entalalp gir energien som kan omdannes til ikke-mekanisk arbeid i systemet.

Sammendrag - Gratis Energi mot Enthalpy

Fri energi og enthalpi av et termodynamisk system representerer energi som er tilgjengelig i et system. Hovedforskjellen mellom fri energi og entalpi er at fri energi gir den totale energien tilgjengelig for å utføre termodynamisk arbeid, mens entalpi gir den totale energien til et system som kan omdannes til varme.

Henvisning:

1.The Editors of Encyclopædia Britannica. "Fri energi." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, ink., 5 jan. 2012. Tilgjengelig her
2.Helmenstine, Anne Marie, D. "Hva er Entalier i Kjemi og Fysikk?" ThoughtCo, 25. januar 2018. Tilgjengelig her
3. "Helmholtz fri energi." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17. februar 2018. Tilgjengelig her
4. "Gibbs (Free) Energy." Kjemi LibreTexts, Libretexts, 12. januar 2018. Tilgjengelig her

Bilde Courtesy:

1.'Hermann von Helmholtz '(offentlig domene) via Commons Wikimedia