Különbség az ingyenes energia és a standard szabad energia
Ingyenes energiával szemben a normál ingyenes energia
Mi az ingyenes energia?
A termodinamikai rendszer által elvégzett munka mennyisége szabad energia néven ismert. A szabad energia leírható két kifejezéssel, Helmholtz szabad energiával és Gibbs szabad energiával. A kémia, amikor a "szabad energia" szót használjuk, ami Gibbs szabad energiáját jelenti. A fizika esetében a szabad energia a Helmholtz szabad energiára utal. Mindkét kifejezést az alábbiakban ismertetjük.
A termodinamika második törvénye az entrópiához kötődik, és azt mondja: "az univerzum entrópiája spontán módon növekszik. "Az entrópia összefügg a keletkezett hő mennyiségével; ez az energia mértékének romlása. Azonban az adott mennyiségű hő q által okozott extra rendellenesség mennyisége a hőmérséklet függvénye. Ha már nagyon forró, egy kis extra hőség nem okoz sokkal több rendetlenséget, de ha a hőmérséklet nagyon alacsony, az azonos hőmennyiség drasztikusan növeli a rendellenességet. Ezért helyénvalóbb írni,A változás irányának elemzéséhez figyelembe kell vennünk mind a rendszer mind a környező változásokat. A következő Clausius egyenlőtlenség azt mutatja meg, hogy mi történik, ha a rendszer és a környezet között hőenergia kerül át. (Tekintse meg, hogy a rendszer termikus egyensúlyban van a környező T hőmérsékleten)
dS - dq / T ≥0. … (1)
Ha a fűtést állandó térfogatban végezzük, a fenti egyenletet (1) a következőképpen írhatjuk fel. Ez az egyenlet azt a kritériumot fejezi ki, hogy spontán reakció csak az állami funkciók tekintetében történjen.
Az egyenlet átrendezhető az alábbi egyenlet eléréséhez.
TdS ≥dU (2. egyenlet), és ezért dU - TdS ≤0
A fenti kifejezést egyszerűsíthetjük a Helmholtz energia, A kifejezés használatával, amely lehet
A = U-TSA fenti egyenletből származtatható a spontán reakció, mint dA ≤0 kritérium. Ez azt jelenti, hogy a rendszer állandó hőmérsékleten és térfogatban bekövetkező változása spontán, ha dA ≤0. Tehát a változás spontán, ha megfelel a Helmholtz energia csökkenésének. Ezért ezek a rendszerek spontán úton haladnak, alacsonyabb A értéket adva.
A Gibbs szabad energiája összefügg az állandó nyomáson bekövetkező változásokkal. Ha a hőenergia állandó nyomáson kerül át, csak bővítési munkát végeznek; ezért a 2. egyenletet a következőképpen módosítjuk és írjuk.
TdS ≥dHEz az egyenlet átrendezhető, hogy
dH-TdS≤0
legyen. A Gibbs szabad energia kifejezéssel, G, ezt az egyenletet írhatjuk: G = H-TS --3 ->
állandó hőmérsékleten és nyomáson a kémiai reakciók spontán irányulnak a Gibbs szabad energia csökkenésében. Ezért dG ≤0
Mi a Standard Free Energy?A standard szabad energia a szabad energia, amelyet standard körülmények között határozunk meg. A standard feltételek a hőmérséklet, 298 K; nyomás, 1 atm vagy 101. 3 kPa; és minden oldott anyag 1 M koncentrációban. A standard szabad energiát Go-nak nevezik.
Mi a különbség a Free Energy és a Standard Free Energy között?
• A kémiában a szabad energiát Gibbs szabad energiára utalják. Ez összefüggésbe hozható az állandó nyomáson bekövetkező változásokkal. A szabványos szabad energia a szabad energia, amelyet standard körülmények között határoztak meg.
|
• Ezért a standard szabad energiát 298K hőmérsékleten és 1 atm nyomáson adják meg, de a szabad energia értéke a hőmérséklet és a nyomás függvényében változhat. Ajánlott |
