Diferența dintre energia liberă și energia liberă standard

Energie gratuită vs energie liberă standard

Ce este energia gratuită?

Cantitatea de lucru pe care o poate efectua un sistem termodinamic este cunoscută sub numele de energie liberă. Energia liberă poate fi descrisă folosind doi termeni, energia liberă Helmholtz și energia liberă Gibbs. În chimie, când folosim cuvântul "energie liberă" înseamnă energie liberă a lui Gibbs. În fizică, energia liberă se referă la energia liberă Helmholtz. Ambii termeni sunt descriși mai jos.

A doua lege a termodinamicii este legată de entropie și spune: "entropia universului crește într-un proces spontan. "Entropia este legată de cantitatea de căldură generată; care este măsura în care energia a fost degradată. Dar, de fapt, cantitatea de tulburări suplimentare cauzate de o anumită cantitate de căldură q depinde de temperatură. Dacă este deja foarte cald, un pic de căldură suplimentară nu creează mult mai multă tulburare, dar dacă temperatura este foarte scăzută, aceeași cantitate de căldură va cauza o creștere dramatică a tulburării. Prin urmare, este mai potrivit să scrieți,

ds = dq / T

Pentru a analiza direcția schimbării, trebuie să luăm în considerare schimbările atât în ​​sistem cât și în vecinătate. Următoarea inegalitate Clausius arată ce se întâmplă atunci când energia termică este transferată între sistem și împrejurimi. (Considerăm că sistemul este în echilibru termic cu înconjurător la temperatura T)

dS - dq / T ≥0. … (1)

Dacă încălzirea se face la volum constant, putem scrie ecuația de mai sus (1) după cum urmează. Această ecuație exprimă criteriul pentru ca o reacție spontană să aibă loc numai în funcție de funcțiile de stat.

dS - dU / T ≥0

Ecuația poate fi rearanjată pentru a obține următoarea ecuație.

TdS ≥dU (Ecuația 2), și, prin urmare, poate fi scris ca

dU - TdS ≤0

Expresia de mai sus poate fi simplificată prin folosirea termenului de energie Helmholtz, A, care poate fi definită ca, A = U-TS

un criteriu pentru o reacție spontană ca dA ≤0. Aceasta afirmă că o schimbare a unui sistem la o temperatură și volum constant este spontană dacă dA ≤0. Deci schimbarea este spontană atunci când aceasta corespunde unei scăderi a energiei Helmholtz. Prin urmare, aceste sisteme se mișcă într-o cale spontană, pentru a da o valoare A mai mică.

Energia liberă de Gibbs este legată de schimbările care se produc la presiune constantă. Atunci când energia termică este transferată la presiune constantă, există numai lucrări de expansiune; prin urmare, modificăm și scriem ecuația 2 după cum urmează.

TdS ≥dH

Această ecuație poate fi rearanjată pentru a da dH-TdS≤0. Cu termenul de energie liberă Gibbs, G, această ecuație poate fi scrisă ca, G = H-TS

- 3 ->

La temperaturi și presiuni constante, reacțiile chimice sunt spontane în direcția scăderii energiei libere a Gibbs. Prin urmare, dG ≤0

Ce este energia standard liberă?

Energia liberă standard este energia liberă definită în condiții standard. Condițiile standard sunt temperatura, 298 K; presiune, 1 atm sau 101,3 kPa; și toate substanțele dizolvate la concentrație de 1 M. Energia standard liberă este denumită Go.

Care este diferența dintre Energia Liberă și Energia Liberă Standard? • În chimie, energia liberă este menționată la energia liberă a lui Gibbs. Este legat de schimbările care se produc la presiune constantă. Energia liberă standard este energia liberă definită în condiții standard. • De aceea, energia standard liberă este dată la temperatura de 298 K și presiunea de 1 atm, dar valoarea energiei libere se poate schimba în funcție de temperatură și presiune.