ቁልፍ ልዩነት - ነፃ ኢነርጂ vs ኤንታልፒ
ነፃ ኢነርጂ እና እስትንፋስ በቴርሞዳይናሚክ ሲስተም ውስጥ በሙቀት ኃይል እና በኬሚካላዊ ምላሾች መካከል ያለውን ግንኙነት ለማብራራት የሚያገለግሉ ሁለት ቴርሞዳይናሚክስ ቃላት ናቸው። ነፃ ኢነርጂ ወይም ቴርሞዳይናሚክ ነፃ ሃይል ቴርሞዳይናሚክ ሲስተም ሊያከናውነው የሚችለው የስራ መጠን ነው። በሌላ አገላለጽ ነፃ ኢነርጂ ማለት በዚያ ቴርሞዳይናሚክ ሲስተም ውስጥ የቴርሞዳይናሚክስ ስራን ለማከናወን የሚገኘው የኃይል መጠን ነው። በሌላ በኩል ኤንታልፒ በቴርሞዳይናሚክ ሲስተም ውስጥ ያለውን አጠቃላይ የኃይል ይዘት የሚወክል ቴርሞዳይናሚክስ ነው። በነጻ ሃይል እና ኤንታሊፒ መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት ነፃ ሃይል የቴርሞዳይናሚክስ ስራን ለመስራት ያለውን ሃይል የሚሰጥ ሲሆን enthalpy ደግሞ የቴርሞዳይናሚክ ሲስተም አጠቃላይ ሃይልን ወደ ሙቀት ሊለውጥ የሚችል መሆኑ ነው።
ነጻ ኢነርጂ ምንድነው?
ነጻ ኢነርጂ ለቴርሞዳይናሚክስ ሲስተም ቴርሞዳይናሚክ ስራን ለማከናወን የሚገኝ የኃይል መጠን ነው። ነፃ ኃይል የኃይል ልኬቶች አሉት። የቴርሞዳይናሚክስ ስርዓት የነጻ ኃይል ዋጋ የሚወሰነው አሁን ባለው የስርዓቱ ሁኔታ ነው; በታሪኩ አይደለም። በቴርሞዳይናሚክስ ውስጥ ብዙውን ጊዜ የሚብራሩት ሁለት ዋና ዋና የነፃ ኃይል ዓይነቶች አሉ ። Helmholtz ነፃ ሃይል እና ጊብስ ነፃ ሃይል።
Helmholtz ነፃ ኢነርጂ
የሄልምሆልዝ ነፃ ኢነርጂ በተዘጋ ቴርሞዳይናሚክ ሲስተም ውስጥ ቴርሞዳይናሚክ ስራን በቋሚ የሙቀት መጠን እና መጠን ለማከናወን የሚገኝ ሃይል ነው። ስለዚህ የሄልምሆልትስ ኢነርጂ አሉታዊ እሴት ቴርሞዳይናሚክስ ሲስተም የድምጽ መጠኑን በመያዝ ሊያከናውነው የሚችለውን ከፍተኛ ስራ ያመለክታል። ድምጹን በቋሚነት ለማቆየት, አንዳንድ የአጠቃላይ ቴርሞዳይናሚክ ስራዎች እንደ ድንበር ስራ (የስርዓቱን ወሰን ለመጠበቅ) ይከናወናሉ. የ Helmholtz ኢነርጂ እኩልነት ከዚህ በታች ተሰጥቷል.
A=U – TS
ኤ የሄልምሆልትስ ነፃ ሃይል ባለበት ፣ ዩ የውስጥ ሃይል ፣ ቲ የሙቀት መጠን ነው ፣ እሱም ቋሚ እና S የስርዓቱ ኢንትሮፒ ነው። ኢንትሮፒ የስርዓቱ የሙቀት ኃይል ወደ ሜካኒካል ሥራ ለመለወጥ አለመቻሉን የሚወክል ቴርሞዳይናሚክስ መጠን ነው።
ሥዕል 01፡ ሄርማን ቮን ሄልምሆልትዝ የሄልማሆልትዝ የነጻ ኢነርጂ ጽንሰ ሃሳብን ለመጀመሪያ ጊዜ ያቀረበው
ጊብስ ነፃ ኢነርጂ፡
የጊብስ ነፃ ሃይል በተዘጋ፣ ቴርሞዳይናሚክ ሲስተም ውስጥ የሚገኘውን ቴርሞዳይናሚክስ በቋሚ የሙቀት መጠን እና ግፊት ለመስራት። የስርዓቱ መጠን ሊለያይ ይችላል. ነፃ ኢነርጂ በጂ ይገለጻል። የጊብስ ነፃ ኢነርጂ እኩልነት ከዚህ በታች ቀርቧል።
G=H – TS
ከላይ ባለው ቀመር ጂ ጊብስ ነፃ ኢነርጂ ነው፣H የስርአቱ እስትንፋስ ነው Y የሙቀት መጠኑ ቋሚ እና ኤስ የስርአቱ ኢንትሮፒ ነው።
Enthalpy ምንድነው?
የስርዓት ኢንታሊፒ ከጠቅላላው የስርዓት ሙቀት ይዘት ጋር ተመጣጣኝ ቴርሞዳይናሚክስ ነው። ከስርአቱ ውስጣዊ ሃይል እና የግፊት እና የመጠን ምርት ጋር እኩል ነው. ስለዚህ, የአንድ ስርዓት ቴርሞዳይናሚክስ ንብረት ነው. የ enthalpy እኩልታ ከዚህ በታች ቀርቧል።
H=U + PV
በዚህም መሰረት ኤች የስርአቱ አንገብጋቢ፣ ዩ የስርአቱ ውስጣዊ ሃይል፣ ፒ ግፊቱ ሲሆን ቪ ደግሞ የድምጽ መጠን ነው። የስርዓቱ መነሳሳት የዚያ ስርዓት ሙቀትን ለመልቀቅ (ሜካኒካል ያልሆኑ ስራዎችን ለመስራት) ያለውን አቅም የሚያመለክት ነው. enthalpy በምልክቱ H. ይገለጻል
የስርአቱን ስሜታዊነት መወሰን የኬሚካላዊ ምላሽ ውጫዊ ወይም endothermic መሆኑን ለመጠቆም ያስችለናል። የስርአቱ ስሜታዊነት ለውጥ የምላሾችን ሙቀት ለማወቅ እና ኬሚካላዊ ምላሽ ድንገተኛ ወይም ድንገተኛ ካልሆነ ለመተንበይ ሊያገለግል ይችላል።
በነጻ ኢነርጂ እና ኤንታልፒ መካከል ያለው ግንኙነት ምንድን ነው?
የጊብስ ነፃ ሃይል እና ስሜታዊነት በሚከተለው ቀመር ይዛመዳሉ።
G=H – TS
ከላይ ባለው ቀመር ጂ ጊብስ ነፃ ኢነርጂ ነው፣H የስርአቱ እስትንፋስ ነው Y የሙቀት መጠኑ ቋሚ እና ኤስ የስርአቱ ኢንትሮፒ ነው። ሁለቱም G እና H ተመሳሳይ የመለኪያ አሃዶች አሏቸው።
በነጻ ኢነርጂ እና ኤንታልፒ መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?
ነጻ ኢነርጂ vs Enthalpy |
|
| ነጻ ኢነርጂ ለቴርሞዳይናሚክስ ሲስተም ቴርሞዳይናሚክ ስራን ለማከናወን የሚገኝ የሀይል መጠን ነው። | የስርዓት ኢንታሊፒ ከጠቅላላው የስርዓት ሙቀት ይዘት ጋር እኩል የሆነ ቴርሞዳይናሚክስ ነው። |
| ጽንሰ-ሐሳብ | |
| ነጻ ሃይል ቴርሞዳይናሚክስ ስራ ለመስራት ያለውን አጠቃላይ ሃይል ይሰጣል። | Enthalpy የአንድ ሥርዓት አጠቃላይ ኃይል ወደ ሙቀት ሊቀየር ይችላል። |
| ልወጣ | |
| ነጻ ሃይል ወደ ስርዓቱ መካኒካል ስራ የሚቀየር ሃይልን ይሰጣል። | Enthalpy ወደ ስርዓቱ መካኒካል ያልሆነ ስራ የሚቀየር ሃይልን ይሰጣል። |
ማጠቃለያ - ነፃ ኢነርጂ vs Enthalpy
ነጻ ሃይል እና የቴርሞዳይናሚክስ ስርዓት መነቃቃት በስርዓት ውስጥ የሚገኘውን ሃይል ይወክላሉ። በነጻ ሃይል እና በአይነምድር መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት ነፃ ኢነርጂ ቴርሞዳይናሚክስ ስራ ለመስራት ያለውን አጠቃላይ ሃይል የሚሰጥ ሲሆን enthalpy ደግሞ የአንድ ስርአት አጠቃላይ ሃይል ወደ ሙቀት ሊቀየር የሚችል መሆኑ ነው።
