Різниця між вільною енергією та ентальпією

Відмінність ключових - безкоштовно Енергія проти Ентальпії
 

Вільна енергія та ентальпія - це два термодинамічні терміни, які використовуються для пояснення взаємозв'язку між тепловою енергією та хімічними реакціями, що відбуваються в термодинамічній системі. Вільна енергія або термодинамічна вільна енергія - це кількість роботи, яку може виконати термодинамічна система. Іншими словами, вільна енергія - це кількість енергії, яка доступна в цій термодинамічній системі для виконання термодинамічної роботи. Ентальпія, з іншого боку, - це термодинамічна величина, яка представляє загальний вміст енергії в термодинамічній системі. The ключова різниця між вільною енергією та ентальпією є те вільна енергія дає загальну енергію, доступну для виконання термодинамічної роботи, тоді як ентальпія дає загальну енергію термодинамічної системи, яка може бути перетворена на тепло.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке безкоштовна енергія
3. Що таке Ентальпія
4. Зв'язок між вільною енергією та ентальпією
5. Порівняльне порівняння - Вільна енергія та Ентальпія в табличній формі
6. Підсумок

Що таке безкоштовна енергія?

Вільна енергія - це кількість енергії, доступної термодинамічній системі для виконання термодинамічної роботи. Вільна енергія має розміри енергії. Значення вільної енергії термодинамічної системи визначається сучасним станом системи; не своєю історією. Існує два основних типи вільної енергії, які часто обговорюються в термодинаміці; Безкоштовна енергія Гельмгольца та вільна енергія Гіббса.

Гельмгольц Безкоштовна енергія

Вільна енергія Гельмгольца - це енергія, наявна в закритій термодинамічній системі для виконання термодинамічної роботи при постійній температурі та об'ємі. Отже, від'ємне значення енергії Гельмгольца вказує на максимальну роботу, яку може виконати термодинамічна система, утримуючи постійну її гучність. Щоб зберегти гучність постійною, частина загальної термодинамічної роботи виконується як гранична робота (щоб зберегти межу системи такою, якою вона є). Рівняння енергії Гельмгольца наведено нижче.

A = U - TS

Де A - вільна енергія Гельмгольца, U - внутрішня енергія, T - температура, яка є постійною, а S - ентропія системи. Ентропія - це термодинамічна величина, що представляє недоступність теплової енергії системи для перетворення в механічну роботу.

Рисунок 01: Герман фон Гельмгольц першим запропонував концепцію вільної енергії Гельмгольца

Безкоштовна енергія Гіббса:

Гіббс звільняє енергію, енергію, наявну в закритій термодинамічній системі для виконання термодинамічної роботи при постійній температурі та тиску. Гучність системи може змінюватися. Вільна енергія позначається G. Рівняння вільної енергії Гіббса наведено нижче.

G = H - TS

У наведеному рівнянні G - вільна енергія Гіббса, H - ентальпія системи, Y - температура, яка є постійною, а S - ентропія системи.

Що таке Ентальпія?

Ентальпія системи - це термодинамічна величина, еквівалентна загальному вмісту тепла в системі. Вона дорівнює внутрішній енергії системи плюс добуток тиску та об'єму. Отже, це термодинамічна властивість системи. The рівняння ентальпії наведено нижче.

H = U + PV

Відповідно, H - ентальпія системи, U - внутрішня енергія системи, P - тиск, а V - об'єм. Ентальпія системи - це вказівка ​​на здатність цієї системи виділяти тепло (виконувати немеханічні роботи). Ентальпія позначається символом Н.

Визначення ентальпії системи дозволяє нам вказати, чи є хімічна реакція екзотермічною чи ендотермічною. Зміна ентальпії системи може бути використане для визначення теплоти реакцій, а також для прогнозування, чи є хімічна реакція спонтанною чи неспонтанною..

Який взаємозв'язок між вільною енергією та ентальпією?

Вільна енергія Гіббса та ентальпія пов'язані через наступне рівняння.

G = H - TS

У наведеному рівнянні G - вільна енергія Гіббса, H - ентальпія системи, Y - температура, яка є постійною, а S - ентропія системи. І G, і H мають однакові вимірювальні одиниці.

Яка різниця між вільною енергією та ентальпією?

Безкоштовна енергія проти Ентальпії
Вільна енергія - це кількість енергії, доступної термодинамічній системі для виконання термодинамічної роботи.	Ентальпія системи - це термодинамічна величина, еквівалентна загальному вмісту тепла в системі.
Концепція
Вільна енергія дає загальну енергію, доступну для виконання термодинамічних робіт.	Ентальпія дає загальну енергію системи, яка може бути перетворена на тепло.
Перетворення
Вільна енергія дає енергію, яку можна перетворити на механічну роботу системи.	Ентальпія дає енергію, яку можна перетворити на немеханічну роботу системи.

Підсумок - Безкоштовно Енергія проти Ентальпії

Вільна енергія та ентальпія термодинамічної системи являють собою енергію, наявну в системі. Ключова відмінність вільної енергії від ентальпії полягає в тому, що вільна енергія дає загальну енергію, доступну для виконання термодинамічної роботи, тоді як ентальпія дає загальну енергію системи, яка може бути перетворена на тепло..

Довідка:

1.Редактори Encyclopædia Britannica. "Вільна енергія". Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, вкл., 5 січня 2012 р. Доступний тут
2. Гельменстін, Енн Марі, Д. "Що таке ентальпія в хімії та фізиці?" ThoughtCo, 25 січня 2018 р. Доступний тут
3. "Енергія вільної від Гельмгольца". Wikipedia, Фонд Вікімедіа, 17 лютого 2018 р. Доступний тут
4. "Гіббс (безкоштовна) енергія". Хімія LibreTexts, Libretexts, 12 січня 2018. Доступно тут

Надано зображення:

1. 'Герман фон Гельмгольц' (Public Domain) через Вікісховище