Unterschied zwischen freier Energie und Enthalpie

Amir Abicht

Schlüsselunterschied - frei Energie vs enthalpy

Freie Energie und Enthalpie sind zwei thermodynamische Begriffe, mit denen die Beziehung zwischen Wärmeenergie und chemischen Reaktionen in einem thermodynamischen System auftreten. Freie Energie oder thermodynamische freie Energie ist die Arbeit, die ein thermodynamisches System ausführen kann. Mit anderen Worten, freie Energie ist die Menge an Energie, die in diesem thermodynamischen System zur Durchführung thermodynamischer Arbeit verfügbar ist. Enthalpie hingegen ist eine thermodynamische Menge, die den Gesamtenergiegehalt in einem thermodynamischen System darstellt. Der Schlüsselunterschied Zwischen freier Energie und Enthalpie ist das Freie Energie verleiht die Gesamtenergie zur Durchführung thermodynamischer Arbeit, während Enthalpie die Gesamtenergie eines thermodynamischen Systems ergibt, das in Wärme umgewandelt werden kann.

INHALT

1. Überblick und wichtiger Unterschied
2. Was ist freie Energie
3. Was ist Enthalpie
4. Beziehung zwischen freier Energie und Enthalpie
5. Nebenseitiger Vergleich - freie Energie gegen Enthalpie in tabellarischer Form
6. Zusammenfassung

Was ist freie Energie?

Freie Energie ist die Menge an Energie, die für ein thermodynamisches System zur Durchführung thermodynamischer Arbeit verfügbar ist. Freie Energie hat die Abmessungen der Energie. Der Wert der freien Energie eines thermodynamischen Systems wird durch den gegenwärtigen Zustand des Systems bestimmt; nicht durch seine Geschichte. Es gibt zwei Haupttypen freier Energie, die in der Thermodynamik häufig diskutiert werden. Helmholtz freie Energie und Gibbs freie Energie.

Helmholtz freie Energie

Die Helmholtz -freie Energie ist die Energie, die in einem geschlossenen, thermodynamischen System verfügbar ist, um die thermodynamische Arbeit bei konstanter Temperatur und Volumen auszuführen. Daher zeigt der negative Wert der Helmholtz -Energie die maximale Arbeit an, die ein thermodynamisches System durch Halten seiner Volumenkonstante durchführen kann. Um das Volumen konstant zu halten, wird ein Teil der gesamten thermodynamischen Arbeit als Grenzarbeit durchgeführt (um die Grenze des Systems so zu halten, wie es ist). Die Gleichung der Helmholtz -Energie ist unten angegeben.

A = u- ts

Wenn a die Helmholtz -freie Energie ist, ist u die innere Energie, t ist eine Temperatur, die eine Konstante ist und S die Entropie des Systems ist. Entropie ist eine thermodynamische Menge, die die Nichtverfügbarkeit der thermischen Energie eines Systems für die Umwandlung in mechanische Arbeit darstellt.

Abbildung 01: Hermann von Helmholtz war der erste, der das Konzept der freien Energie von Helmholtz vorschlug

Gibbs freie Energie:

Die Gibbs -freie Energie Die Energie, die in einem geschlossenen thermodynamischen System verfügbar ist, um thermodynamische Arbeit bei konstanter Temperatur und Druck auszuführen. Das Volumen des Systems kann variieren. Freie Energie wird mit G bezeichnet. Die Gleichung der freien Energie von Gibbs ist unten angegeben.

G = h -ts

In der obigen Gleichung ist G Gibbs freie Energie, H ist die Enthalpie des Systems, y ist die Temperatur, die eine Konstante und S die Entropie des Systems ist.

Was ist Enthalpie?

Die Enthalpie eines Systems ist eine thermodynamische Menge, die dem Gesamtwärmegehalt eines Systems entspricht. Es entspricht der inneren Energie des Systems sowie dem Produkt von Druck und Volumen. Daher ist es eine thermodynamische Eigenschaft eines Systems. Der Gleichung von Enthalpie wird unten angegeben.

H = U +PV

Dementsprechend ist H die Enthalpie des Systems, u ist die interne Energie des Systems, p ist der Druck und V ist das Volumen. Die Enthalpie eines Systems ist der Hinweis auf die Fähigkeit dieses Systems, Wärme freizusetzen (um nicht-mechanische Arbeiten zu erledigen). Die Enthalpie wird durch das Symbol h bezeichnet.

Durch die Bestimmung der Enthalpie eines Systems können wir angeben, ob eine chemische Reaktion exotherm oder endotherm ist. Die Änderung der Enthalpie eines Systems kann verwendet werden.

Wie ist die Beziehung zwischen freier Energie und Enthalpie??

Die freien Energie und Enthalpie von Gibbs sind durch die folgende Gleichung verwandt.

G = h -ts

In der obigen Gleichung ist G Gibbs freie Energie, H ist die Enthalpie des Systems, y ist die Temperatur, die eine Konstante und S die Entropie des Systems ist. Sowohl G als auch H haben die gleichen Messeinheiten.

Was ist der Unterschied zwischen freier Energie und Enthalpie?

Freie Energie gegen Enthalpie
Freie Energie ist die Menge an Energie, die für ein thermodynamisches System zur Durchführung thermodynamischer Arbeit verfügbar ist.	Die Enthalpie eines Systems ist eine thermodynamische Menge, die dem Gesamtwärmegehalt eines Systems entspricht.
Konzept
Freie Energie verleiht die zur Durchführung thermodynamischer Arbeit zur Verfügung stehender Gesamtenergie.	Enthalpie gibt die Gesamtenergie eines Systems an, das in Wärme umgewandelt werden kann.
Wandlung
Freie Energie verleiht die Energie, die in die mechanische Arbeit des Systems umgewandelt werden kann.	Enthalpie gibt die Energie an, die in nicht-mechanische Arbeit des Systems umgewandelt werden kann.

Zusammenfassung - Frei Energie vs enthalpy

Freie Energie und Enthalpie eines thermodynamischen Systems repräsentieren Energie, die in einem System verfügbar ist. Der Hauptunterschied zwischen freier Energie und Enthalpie besteht darin, dass freie Energie die gesamte verfügbare Energie zur Durchführung thermodynamischer Arbeit verleiht, während Enthalpie die Gesamtenergie eines Systems verleiht, das in Wärme umgewandelt werden kann.

Referenz:

1.Die Herausgeber von Encyclopædia Britannica. "Freie Energie.”Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 5. Januar. 2012. Hier verfügbar
2.Helmenstine, Anne Marie, D. „Was ist Enthalpie in Chemie und Physik?”Thoughtco, Jan. 25, 2018. Hier verfügbar
3.„Helmholtz -freie Energie.”Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17. Februar. 2018. Hier verfügbar
4.„Gibbs (freie) Energie.Chemie -Libretexte, Libretexte, 12. Januar. 2018. Hier verfügbar