Diferența dintre energia Gibbs și Helmholtz Free
Share
Diferența principală - Gibbs vs Helmholtz Free Energy
Există patru potențiale termodinamice majore care sunt utilizate în termodinamica reacțiilor chimice. Ele sunt energia interioară, entalpia, energia Helmholtz Free Energy și energia Gibbs gratuită. Energia internă este energia asociată cu mișcarea moleculelor. Entalpia este conținutul total de căldură al sistemului. Helmholtz Free Energy este "lucrarea utilă" care poate fi obținută din sistem. Energia gratuită Gibbs este lucrarea maximă reversibilă care poate fi obținută de la un sistem. Toți acești termeni descriu comportamentul unui anumit sistem. Principala diferență dintre energia liberă a lui Gibbs și Helmholtz este asta Energia liberă Gibbs este definită sub presiune constantă, în timp ce energia liberă Helmholtz este definită sub un volum constant.
Domenii cheie acoperite
1. Ce este Gibbs Free Energy
- Definiție, ecuație pentru calcul și aplicații
2. Ce este Helmholtz Free Energy
- Definiție, ecuație pentru calcul și aplicații
3. Care este diferența dintre energia Gibbs și Helmholtz Free Energy
- Compararea diferențelor cheie
Termeni cheie: entalpie, energie liberă Gibbs, energie liberă Helmholtz, energie internă, potențial termodinamic 
Ce este Gibbs Free Energy
Energia liberă Gibbs poate fi definită ca fiind lucrarea maximă reversibilă care poate fi obținută de la un anumit sistem. Pentru a calcula această energie liberă Gibbs, sistemul ar trebui să fie la o temperatură constantă și o presiune constantă. Simbolul G este dat pentru energia liberă de la Gibbs. Energia liberă Gibbs poate fi utilizată pentru a prezice dacă o reacție chimică este spontană sau non-spontană.
Energia liberă Gibbs este calculată de la unitatea SI J (Joule). Energia liberă Gibbs oferă cantitatea maximă de muncă efectuată de un sistem închis, în loc de extindere a sistemului. Energia reală care se potrivește acestei definiții poate fi obținută atunci când se ia în considerare procesul reversibil. Energia liberă Gibbs este întotdeauna calculată ca schimbarea energiei. Acesta este dat ca ΔG. Aceasta este egală cu diferența dintre energia inițială și energia finală. Ecuația pentru energia liberă Gibbs poate fi dată ca mai jos.
Ecuaţie
G = U - TS + PV
Unde, G este energia liberă a lui Gibbs,
U este energia internă a sistemului,
T este temperatura absolută a sistemului,
V este volumul final al sistemului,
P este presiunea absolută a sistemului,
S este entropia finală a sistemului.
Dar, entalpia sistemului este egală cu energia internă a sistemului și cu produsul presiunii și volumului. Apoi, ecuația de mai sus poate fi modificată ca mai jos.
G = H - TS
sau
ΔG = ΔH - TΔS
Dacă valoarea ΔG este o valoare negativă, înseamnă că reacția este spontană. Dacă valoarea ΔG este o valoare pozitivă, atunci reacția nu este spontană.
Figura 1: O reacție exotermă
Un ΔG negativ indică o valoare ΔH negativă. Asta înseamnă că energia este eliberată în împrejurimi. Se numește o reacție exotermă. Un ΔG pozitiv indică o valoare ΔH pozitivă. Este o reacție endotermică.
Ce este Helmholtz Free Energy
Helmholtz Free Energy poate fi definită ca "lucrare utilă" care poate fi obținută de un sistem închis. Acest termen este definit pentru o temperatură constantă și un volum constant. Conceptul a fost dezvoltat de omul de știință german Hermann von Helmholtz. Acest termen poate fi dat în ecuația de mai jos.
Ecuaţie
A = U - TS
Unde, A este energia liberă Helmholtz,
U este energia internă,
T este temperatura absolută,
S este entropia finală a sistemului.
Pentru reacțiile spontane, ΔA este negativă. Prin urmare, atunci când se ia în considerare o reacție chimică într-un sistem, schimbarea energiei la temperatură și volum constant trebuie să fie o valoare negativă pentru ca aceasta să fie o reacție spontană.
Diferența dintre energia Gibbs și Helmholtz Free
Definiție
Gibbs Free Energy: Energia liberă Gibbs poate fi definită ca fiind lucrarea maximă reversibilă care poate fi obținută de la un anumit sistem.
Energia gratuită Helmholtz: Helmholtz Free Energy poate fi definită ca "lucrare utilă" care poate fi obținută de un sistem închis.
Constant Parameters
Gibbs Free Energy: Energia liberă Gibbs este calculată pentru sistemele cu temperatură și presiune constante.
Energia gratuită Helmholtz: Energia liberă Helmholtz este calculată pentru sistemele cu temperatură și volum constant.
cerere
Gibbs Free Energy: Energia liberă Gibbs este adesea folosită deoarece consideră o condiție constantă de presiune.
Energia gratuită Helmholtz: Energia liberă Helmholtz nu este foarte folosită deoarece consideră că este o condiție constantă a volumului.
Reacții chimice
Gibbs Free Energy: Reacțiile chimice sunt spontane atunci când schimbarea liberă a energiei Gibbs este negativă.
Energia gratuită Helmholtz: Reacțiile chimice sunt spontane atunci când schimbarea liberă a energiei Helmholtz este negativă.
Concluzie
Energia liberă de Gibbs și energia liberă Helmholtz sunt doi termeni termodinamici utilizați în descrierea comportamentului unui sistem termodinamic. Ambii termeni includ energia internă a sistemului. Principala diferență dintre energia liberă a lui Gibbs și Helmholtz este că energia liberă Gibbs este definită sub presiune constantă, în timp ce energia liberă Helmholtz este definită sub un volum constant.
Referințe:
1. "Helmholtz Free Energy". Helmholtz și Gibbs Free Energies, disponibile aici. Accesat la 25 septembrie 2017.
2. "Energia liberă Gibbs" Wikipedia, Fundația Wikimedia, 12 septembrie 2017, disponibil aici. Accesat la 25 septembrie 2017.
3. "Energia liberă Helmholtz". Wikipedia, Fundația Wikimedia, 12 septembrie 2017, disponibil aici. Accesat la 25 septembrie 2017.
Datorită fotografiei:
1. "ThermiteReaction" de către utilizator: Nikthestunned (Wikipedia) - Muncă proprie - și la Flickr (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons
