Негизги айырма – бекер энергия менен энтальпия
Эркин энергия жана энтальпия - бул термодинамикалык системада пайда болгон жылуулук энергиясы менен химиялык реакциялардын ортосундагы байланышты түшүндүрүү үчүн колдонулган эки термодинамикалык термин. Эркин энергия же термодинамикалык эркин энергия - бул термодинамикалык система аткара ала турган иштин көлөмү. Башкача айтканда, эркин энергия - бул термодинамикалык системада термодинамикалык ишти аткаруу үчүн болгон энергиянын көлөмү. Энтальпия, экинчи жагынан, термодинамикалык системадагы жалпы энергиянын мазмунун билдирген термодинамикалык чоңдук. Эркин энергия менен энтальпиянын ортосундагы негизги айырма, эркин энергия термодинамикалык ишти аткаруу үчүн жеткиликтүү болгон жалпы энергияны берет, ал эми энтальпия жылуулукка айландырыла турган термодинамикалык системанын жалпы энергиясын берет.
Эркин энергия деген эмне?
Бош энергия – термодинамикалык системанын термодинамикалык ишти аткаруусу үчүн жеткиликтүү болгон энергиянын көлөмү. Эркин энергия энергиянын өлчөмдөрүнө ээ. Термодинамикалык системанын бош энергиясынын мааниси системанын азыркы абалы менен аныкталат; анын тарыхы менен эмес. Термодинамикада көбүнчө эркин энергиянын эки негизги түрү бар; Гельмгольц бош энергиясы жана Гиббс бош энергиясы.
Helmholtz Free Energy
Гельмгольц бош энергиясы – бул туруктуу температурада жана көлөмдө термодинамикалык ишти аткаруу үчүн жабык, термодинамикалык системада бар энергия. Демек, Гельмгольц энергиясынын терс мааниси термодинамикалык системанын көлөмүн туруктуу кармап туруу менен аткара ала турган максималдуу жумушту көрсөтөт. Көлөмдү туруктуу кармап туруу үчүн жалпы термодинамикалык иштердин бир бөлүгү чектик жумуш катары аткарылат (системанын чек арасын ошол бойдон сактоо үчүн). Гельмгольц энергиясынын теңдемеси төмөндө келтирилген.
A=U – TS
Мында А – Гельмгольц бош энергиясы, U – ички энергия, T – температура, ал туруктуу жана S – системанын энтропиясы. Энтропия – бул системанын жылуулук энергиясынын механикалык ишке айландыруу үчүн жеткиликсиздигин билдирген термодинамикалык чоңдук.
01-сүрөт: Герман фон Хельмгольц Гельмгольц бош энергия концепциясын биринчи сунуштаган
Гиббс бош энергиясы:
Гиббс энергияны туруктуу температурада жана басымда термодинамикалык ишти аткаруу үчүн жабык, термодинамикалык системада бар энергияны бошотот. Системанын көлөмү ар кандай болушу мүмкүн. Бош энергия G менен белгиленет. Гиббс бош энергиясынын теңдемеси төмөндө келтирилген.
G=H – TS
Жогорудагы теңдемеде G – Гиббстин бош энергиясы, H – системанын энтальпиясы, Y – температура, ал туруктуу жана S – системанын энтропиясы.
Энтальпия деген эмне?
Системанын энтальпиясы – системанын жалпы жылуулук мазмунуна эквиваленттүү термодинамикалык чоңдук. Бул системанын ички энергиясына плюс басым менен көлөмдүн көбөйтүндүсүнө барабар. Демек, бул системанын термодинамикалык касиети. Энтальпиянын теңдемеси төмөндө келтирилген.
H=U + PV
Ошого жараша H – системанын энтальпиясы, U – системанын ички энергиясы, P – басым жана V – көлөм. Системанын энтальпиясы - бул системанын жылуулукту чыгаруу (механикалык эмес иштерди аткаруу) жөндөмдүүлүгүнүн көрсөткүчү. Энтальпия H белгиси менен белгиленет.
Системанын энтальпиясын аныктоо химиялык реакциянын экзотермикалык же эндотермикалык экенин көрсөтүүгө мүмкүндүк берет. Системанын энтальпиясынын өзгөрүшү реакциялардын жылуулугун аныктоо үчүн, ошондой эле химиялык реакциянын өзүнөн-өзү же өзүнөн-өзү эмес экенин алдын ала айтуу үчүн колдонулушу мүмкүн.
Эркин энергия менен энтальпиянын ортосунда кандай байланыш бар?
Гиббс бош энергиясы жана энтальпиясы төмөнкү теңдеме аркылуу байланышат.
G=H – TS
Жогорудагы теңдемеде G – Гиббстин бош энергиясы, H – системанын энтальпиясы, Y – температура, ал туруктуу жана S – системанын энтропиясы. G жана H экөөнүн тең өлчөө бирдиктери бирдей.
Эркин энергия менен энтальпиянын ортосунда кандай айырма бар?
Акысыз энергия жана Энтальпия |
|
| Бош энергия – термодинамикалык системанын термодинамикалык ишти аткаруусу үчүн жеткиликтүү болгон энергиянын көлөмү. | Системанын энтальпиясы – системанын жалпы жылуулук мазмунуна эквиваленттүү термодинамикалык чоңдук. |
| Концепция | |
| Бош энергия термодинамикалык ишти аткаруу үчүн жеткиликтүү болгон жалпы энергияны берет. | Энтальпия жылуулукка айландырыла турган системанын жалпы энергиясын берет. |
| Конверсия | |
| Бош энергия системанын механикалык ишине айландырыла турган энергияны берет. | Энтальпия системанын механикалык эмес жумушуна айландырыла турган энергияны берет. |
Кыскача маалымат – Акысыз энергия жана Энтальпия
Термодинамикалык системанын эркин энергиясы жана энтальпиясы системада бар энергияны билдирет. Эркин энергия менен энтальпиянын ортосундагы негизги айырма, эркин энергия термодинамикалык ишти аткаруу үчүн жеткиликтүү болгон жалпы энергияны берет, ал эми энтальпия жылуулукка айландырыла турган системанын жалпы энергиясын берет.
