Διαφορά μεταξύ ελεύθερης ενέργειας και ελεύθερης ενέργειας

Ελεύθερη ενέργεια ενάντια στην ελεύθερη ενέργεια

Τι είναι η ελεύθερη ενέργεια;

Η ποσότητα εργασίας που μπορεί να εκτελέσει ένα θερμοδυναμικό σύστημα είναι γνωστή ως ελεύθερη ενέργεια. Η ελεύθερη ενέργεια μπορεί να περιγραφεί χρησιμοποιώντας δύο όρους, την ελεύθερη ενέργεια Helmholtz και την ελεύθερη ενέργεια Gibbs. Στη χημεία, όταν χρησιμοποιούμε τη λέξη "ελεύθερη ενέργεια" σημαίνει ελεύθερη ενέργεια του Gibbs. Στη φυσική, η ελεύθερη ενέργεια αναφέρεται στην ελεύθερη ενέργεια Helmholtz. Και οι δύο όροι περιγράφονται παρακάτω.

Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής σχετίζεται με την εντροπία και λέει ότι «η εντροπία του σύμπαντος αυξάνεται σε μια αυθόρμητη διαδικασία. "Η εντροπία σχετίζεται με την ποσότητα θερμότητας που παράγεται. δηλαδή ο βαθμός υποβάθμισης της ενέργειας. Αλλά, στην πραγματικότητα, η ποσότητα της επιπλέον διαταραχής που προκαλείται από μια δεδομένη ποσότητα θερμότητας q εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Εάν είναι ήδη πολύ ζεστό, λίγο επιπλέον θερμότητα δεν δημιουργεί πολύ περισσότερη διαταραχή, αλλά αν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή, η ίδια ποσότητα θερμότητας θα προκαλέσει μια δραματική αύξηση της διαταραχής. Επομένως, είναι καταλληλότερο να γράψετε,

ds = dq / T

Για να αναλύσουμε την κατεύθυνση της αλλαγής, πρέπει να εξετάσουμε τις αλλαγές τόσο στο σύστημα όσο και στο περιβάλλον. Η ακόλουθη ανισότητα του Clausius δείχνει τι συμβαίνει όταν η ενέργεια θερμότητας μεταφέρεται μεταξύ του συστήματος και του περιβάλλοντος. (Εξετάστε ότι το σύστημα βρίσκεται σε θερμική ισορροπία με το περιβάλλον σε θερμοκρασία T)

dS - dq / T ≥0. … (1)

Αν η θέρμανση γίνει με σταθερή ένταση, μπορούμε να γράψουμε την παραπάνω εξίσωση (1) ως εξής. Αυτή η εξίσωση εκφράζει το κριτήριο για μια αυθόρμητη αντίδραση να λάβει χώρα μόνο όσον αφορά τις λειτουργίες του κράτους.

dS - dU / T ≥0

Η εξίσωση μπορεί να αναδιαταχθεί για να πάρει την ακόλουθη εξίσωση.

TdS ≥dU (Εξίσωση 2), και επομένως μπορεί να γραφεί ως

dU - TdS ≤0

Η παραπάνω έκφραση μπορεί να απλοποιηθεί με τη χρήση της έννοιας Helmholtz energy, A, η οποία μπορεί να οριστεί ως

A = U-TS

Από τις παραπάνω εξισώσεις μπορούμε να αντλήσουμε ένα κριτήριο για μια αυθόρμητη αντίδραση ως dA ≤0. Αυτό δηλώνει ότι μια αλλαγή σε ένα σύστημα με σταθερή θερμοκρασία και όγκο είναι αυθόρμητη εάν dA ≤0. Έτσι, η αλλαγή είναι αυθόρμητη όταν αντιστοιχεί σε μείωση της ενέργειας Helmholtz. Επομένως, αυτά τα συστήματα κινούνται σε μια αυθόρμητη διαδρομή, για να δώσουν χαμηλότερη τιμή Α.

Η ελεύθερη ενέργεια του Gibbs σχετίζεται με τις αλλαγές που συμβαίνουν σε συνεχή πίεση. Όταν η θερμική ενέργεια μεταφέρεται με σταθερή πίεση, υπάρχει μόνο εργασία επέκτασης. Επομένως, τροποποιούμε και γράφουμε την εξίσωση 2 ως εξής.

TdS ≥dH

Αυτή η εξίσωση μπορεί να αναδιαταχθεί για να δώσει

dH-TdS≤0. Με τον όρο ελεύθερη ενέργεια Gibbs, G, αυτή η εξίσωση μπορεί να γραφεί ως G = H-TS

- 3 ->

Σε σταθερή θερμοκρασία και πίεση, οι χημικές αντιδράσεις είναι αυθόρμητες στην κατεύθυνση της μείωσης της ελεύθερης ενέργειας του Gibbs. Ως εκ τούτου, dG ≤0

Τι είναι το Standard Free Energy;

Η τυπική ελεύθερη ενέργεια είναι η ελεύθερη ενέργεια που ορίζεται σε τυπικές συνθήκες. Οι τυπικές συνθήκες είναι η θερμοκρασία, 298 K. πίεση 1 atm ή 101,3 kPa. και όλες οι διαλυμένες ουσίες σε συγκέντρωση 1 Μ. Η τυπική ελεύθερη ενέργεια υποδηλώνεται ως Go.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της Ελεύθερης Ενέργειας και της Τυποποιημένης Ελεύθερης Ενέργειας;

• Στη χημεία, η ελεύθερη ενέργεια αναφέρεται στην ελεύθερη ενέργεια του Gibbs. Συσχετίζεται με τις αλλαγές που συμβαίνουν σε συνεχή πίεση. Η τυπική ελεύθερη ενέργεια είναι η ελεύθερη ενέργεια που ορίζεται σε τυπικές συνθήκες. • Συνεπώς, η κανονική ελεύθερη ενέργεια δίνεται σε θερμοκρασία 298K και πίεση 1 atm, αλλά η ελεύθερη ενεργειακή τιμή μπορεί να αλλάξει ανάλογα με τη θερμοκρασία και την πίεση. Συνιστάται Διαφορά μεταξύ οργανικής και ανόργανης χημείας Διαφορά μεταξύ των Διαφορά μεταξύ της όσμωσης και της αιμοκάθαρσης Διαφορά μεταξύ Διαφορά μεταξύ οργανικών και ανόργανων ενώσεων Η διαφορά μεταξύ των