Unterschied zwischen freier Energie und normaler freier Energie
Freie Energie gegen Standard Freie Energie
Was ist Freie Energie?
Die Menge an Arbeit, die ein thermodynamisches System ausführen kann, wird als freie Energie bezeichnet. Freie Energie kann mit zwei Begriffen beschrieben werden, Helmholtz-freie Energie und Gibbs-freie Energie. In der Chemie, wenn wir das Wort "freie Energie" verwenden, bedeutet das Gibbs freie Energie. In der Physik bezieht sich freie Energie auf freie Energie von Helmholtz. Beide Begriffe werden im Folgenden beschrieben.
Das zweite Gesetz der Thermodynamik bezieht sich auf die Entropie, und es sagt: "Die Entropie des Universums nimmt in einem spontanen Prozess zu. "Die Entropie hängt mit der Menge der erzeugten Wärme zusammen. das ist das Ausmaß, in dem Energie abgebaut wurde. Tatsächlich hängt jedoch die Menge an zusätzlicher Störung, die durch eine bestimmte Wärmemenge verursacht wird, von der Temperatur ab. Wenn es bereits sehr heiß ist, verursacht ein wenig zusätzliche Wärme nicht viel mehr Unordnung, aber wenn die Temperatur sehr niedrig ist, wird die gleiche Menge an Hitze eine dramatische Zunahme der Unordnung verursachen. Es ist daher angemessener zu schreiben,Um die Änderungsrichtung zu analysieren, müssen wir Änderungen sowohl im System als auch in der Umgebung berücksichtigen. Die folgende Clausius-Ungleichheit zeigt, was passiert, wenn Wärmeenergie zwischen dem System und der Umgebung übertragen wird. (Betrachten Sie das System im thermischen Gleichgewicht mit der Umgebung bei der Temperatur T)
dS - dq / T ≥0. … (1)
Wenn das Heizen bei konstantem Volumen erfolgt, können wir die obige Gleichung (1) wie folgt schreiben. Diese Gleichung drückt das Kriterium dafür aus, dass eine spontane Reaktion nur in Form von Zustandsfunktionen stattfindet.
Die Gleichung kann neu angeordnet werden, um die folgende Gleichung zu erhalten.
TdS ≥dU (Gleichung 2), und kann daher als dU - TdS ≤0
Der obengenannte Ausdruck kann durch den Ausdruck Helmholtz-Energie A vereinfacht werden, der definiert werden kann als
A = U-TS. Aus den obigen Gleichungen können wir ein Kriterium für eine spontane Reaktion als dA ≤0. Dies besagt, dass eine Änderung eines Systems bei konstanter Temperatur und Volumen spontan ist, wenn dA ≤0 ist. Die Veränderung ist also spontan, wenn sie einer Abnahme der Helmholtz-Energie entspricht. Daher bewegen sich diese Systeme auf einem spontanen Weg, um einen niedrigeren A-Wert zu erhalten.Gibbs freie Energie steht in Zusammenhang mit den Veränderungen bei konstantem Druck. Wenn Wärmeenergie bei konstantem Druck übertragen wird, gibt es nur Erweiterungsarbeiten; Daher modifizieren und schreiben wir die Gleichung 2 wie folgt.
TdS ≥dH
Diese Gleichung kann umgerechnet werden, umdH-TdS ≤ 0
zu erhalten. Mit dem Ausdruck Gibbs freie Energie, G, kann diese Gleichung geschrieben werden als,
G = H-TS --3 -> Bei konstanter Temperatur und konstantem Druck sind chemische Reaktionen spontan in abnehmender Gibbs-freier Energie. Daher ist dG ≤0
Was ist Standardfreie Energie?
Freie Energie ist die freie Energie, die unter Standardbedingungen definiert wird. Die Standardbedingungen sind die Temperatur, 298 K; Druck, 1 atm oder 101. 3 kPa; und alle gelösten bei 1 M Konzentration. Die freie Standardenergie wird als Go bezeichnet.Was ist der Unterschied zwischen freier Energie und normaler freier Energie?
• In der Chemie wird freie Energie auf die Gibbs-freie Energie bezogen. Es hängt mit den Veränderungen zusammen, die bei konstantem Druck stattfinden. Freie Energie ist die freie Energie, die unter Standardbedingungen definiert wird.
• Daher wird die freie Standardenergie bei einer Temperatur von 298 K und einem Druck von 1 atm angegeben. Der freie Energiewert kann sich jedoch in Abhängigkeit von Temperatur und Druck ändern.
