Разница между свободной энергией и энтальпией

Ключевая разница - бесплатно энергии против энтальпии
 

Свободная энергия и энтальпия - это два термодинамических термина, используемых для объяснения взаимосвязи между тепловой энергией и химическими реакциями, которые происходят в термодинамической системе. Свободная энергия или термодинамическая свободная энергия - это объем работы, который может выполнить термодинамическая система. Другими словами, свободная энергия - это количество энергии, которое доступно в этой термодинамической системе для выполнения термодинамической работы. Энтальпия, с другой стороны, является термодинамической величиной, которая представляет общее содержание энергии в термодинамической системе. ключевое отличие между свободной энергией и энтальпией является то, что свободная энергия дает полную энергию, доступную для выполнения термодинамической работы, тогда как энтальпия дает полную энергию термодинамической системы, которая может быть преобразована в тепло.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое свободная энергия
3. Что такое энтальпия
4. Связь между свободной энергией и энтальпией
5. Сравнение бок о бок - свободная энергия против энтальпии в табличной форме
6. Резюме

Что такое свободная энергия?

Свободная энергия - это количество энергии, доступное термодинамической системе для выполнения термодинамической работы. Свободная энергия имеет размеры энергии. Значение свободной энергии термодинамической системы определяется текущим состоянием системы; не по своей истории. Существует два основных типа свободной энергии, часто обсуждаемые в термодинамике; Свободная энергия Гельмгольца и свободная энергия Гиббса.

Гельмгольц Свободная Энергия

Свободная энергия Гельмгольца - это энергия, которая доступна в закрытой термодинамической системе для выполнения термодинамической работы при постоянной температуре и объеме. Следовательно, отрицательное значение энергии Гельмгольца указывает на максимальную работу, которую термодинамическая система может выполнять, поддерживая ее объем постоянным. Чтобы поддерживать постоянный объем, часть всей термодинамической работы выполняется как граничная работа (чтобы сохранить границу системы как она есть). Уравнение энергии Гельмгольца приведено ниже.

A = U - TS

Где A - это свободная энергия Гельмгольца, U - внутренняя энергия, T - это постоянная температура, а S - энтропия системы. Энтропия - это термодинамическая величина, представляющая недоступность тепловой энергии системы для преобразования в механическую работу..

Рисунок 01: Герман фон Гельмгольц был первым, кто предложил концепцию свободной энергии Гельмгольца

Свободная энергия Гиббса:

Свободная энергия Гиббса - это энергия, которая доступна в закрытой термодинамической системе для выполнения термодинамической работы при постоянной температуре и давлении. Объем системы может варьироваться. Свободная энергия обозначается G. Уравнение свободной энергии Гиббса приведено ниже..

G = H - TS

В приведенном выше уравнении G представляет собой свободную энергию Гиббса, H представляет собой энтальпию системы, Y представляет собой постоянную температуру, а S представляет собой энтропию системы.

Что такое энтальпия?

Энтальпия системы - это термодинамическая величина, эквивалентная общему теплосодержанию системы. Он равен внутренней энергии системы плюс произведение давления и объема. Следовательно, это термодинамическое свойство системы. уравнение энтальпии дается ниже.

H = U + PV

Соответственно, H - энтальпия системы, U - внутренняя энергия системы, P - давление, а V - объем. Энтальпия системы является показателем способности этой системы выделять тепло (выполнять немеханическую работу). Энтальпия обозначается символом H.

Определение энтальпии системы позволяет нам указать, является ли химическая реакция экзотермической или эндотермической. Изменение энтальпии системы можно использовать для определения теплоты реакций, а также для прогнозирования, является ли химическая реакция спонтанной или не спонтанной..

Какова связь между свободной энергией и энтальпией?

Свободная энергия Гиббса и энтальпия связаны через следующее уравнение.

G = H - TS

В приведенном выше уравнении G - это свободная энергия Гиббса, H - энтальпия системы, Y - это постоянная температура, а S - энтропия системы. И G, и H имеют одинаковые единицы измерения..

В чем разница между свободной энергией и энтальпией?

Свободная энергия против энтальпии
Свободная энергия - это количество энергии, доступное термодинамической системе для выполнения термодинамической работы..	Энтальпия системы - это термодинамическая величина, эквивалентная общему теплосодержанию системы.
концепция
Свободная энергия дает общую энергию, доступную для выполнения термодинамической работы.	Энтальпия дает общую энергию системы, которая может быть преобразована в тепло.
преобразование
Свободная энергия дает энергию, которая может быть преобразована в механическую работу системы.	Энтальпия дает энергию, которая может быть преобразована в немеханическую работу системы.

Резюме - Свободно энергии против энтальпии

Свободная энергия и энтальпия термодинамической системы представляют энергию, которая доступна в системе. Основное различие между свободной энергией и энтальпией заключается в том, что свободная энергия дает полную энергию, доступную для выполнения термодинамической работы, тогда как энтальпия дает полную энергию системы, которая может быть преобразована в тепло..

Ссылка:

1. Редакторы Британской энциклопедии. "Свободная энергия." Encyclop Britdia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 5 января 2012 г. Доступно здесь
2.Helmenstine, Anne Marie, D. «Что такое энтальпия в химии и физике?» ThoughtCo, 25 января 2018. Доступно здесь
3. «Свободная энергия Гельмгольца». Википедия, Фонд Викимедиа, 17 февраля 2018 г. Доступно здесь
4. «Гиббсовская (свободная) энергия». Химия LibreTexts, Libretexts, 12 января 2018. Доступно здесь

Изображение предоставлено:

1. «Герман фон Гельмгольц» (общественное достояние) через Commons Wikimedia