Perbezaan Utama - Tenaga Percuma vs Enthalpy
Tenaga bebas dan entalpi adalah dua istilah termodinamik yang digunakan untuk menjelaskan hubungan antara tenaga haba dan tindak balas kimia yang berlaku dalam sistem termodinamik. Tenaga bebas atau tenaga bebas termodinamik adalah jumlah kerja yang dapat dilakukan oleh sistem termodinamik. Dengan kata lain, tenaga bebas adalah jumlah tenaga yang ada dalam sistem termodinamik untuk melakukan kerja termodinamik. Enthalpy, sebaliknya, adalah kuantiti termodinamik yang mewakili jumlah kandungan tenaga dalam sistem termodinamik. Perbezaan utama antara tenaga bebas dan entalpi adalah bahawa tenaga bebas memberikan jumlah tenaga yang tersedia untuk melakukan kerja termodinamik sedangkan entalpi memberikan jumlah tenaga sistem termodinamik yang dapat ditukarkan menjadi panas.
KANDUNGAN
1. Gambaran Keseluruhan dan Perbezaan Utama
2. Apa itu Tenaga Bebas
3. Apa itu Enthalpy
4. Hubungan Antara Tenaga Bebas dan Enthalpy
5. Perbandingan Berdampingan - Tenaga Bebas vs Enthalpy dalam Borang Jadual
6. Ringkasan
Apakah Tenaga Percuma?
Tenaga bebas adalah jumlah tenaga yang ada untuk sistem termodinamik untuk melakukan kerja termodinamik. Tenaga bebas mempunyai dimensi tenaga. Nilai tenaga bebas sistem termodinamik ditentukan oleh keadaan sistem ini; bukan berdasarkan sejarahnya. Terdapat dua jenis tenaga bebas yang sering dibincangkan dalam termodinamik; Helmholtz bebas tenaga dan Gibbs bebas tenaga.
Helmholtz Percuma Tenaga
Tenaga bebas Helmholtz adalah tenaga yang terdapat dalam sistem termodinamik tertutup untuk melakukan kerja termodinamik pada suhu dan isipadu yang tetap. Oleh itu, nilai negatif tenaga Helmholtz menunjukkan kerja maksimum yang dapat dilakukan oleh sistem termodinamik dengan menahan kelantangannya tetap. Untuk mengekalkan kelantangan isipadu, sebahagian dari keseluruhan kerja termodinamik dilakukan sebagai kerja batas (untuk menjaga batas sistem sebagaimana adanya). Persamaan tenaga Helmholtz diberikan di bawah.
A = U - TS
Di mana A adalah tenaga bebas Helmholtz, U adalah tenaga dalaman, T adalah suhu, yang merupakan pemalar dan S adalah entropi sistem. Entropy adalah kuantiti termodinamik yang mewakili ketiadaan tenaga terma sistem untuk penukaran menjadi kerja mekanikal.
Gambar 01: Hermann von Helmholtz adalah yang pertama mengusulkan konsep tenaga bebas Helmholtz
Tenaga Percuma Gibbs:
The Gibbs membebaskan tenaga yang ada dalam sistem termodinamik tertutup untuk melakukan kerja termodinamik pada suhu dan tekanan berterusan. Isipadu sistem boleh berbeza-beza. Tenaga bebas dilambangkan oleh G. Persamaan tenaga bebas Gibbs diberikan di bawah.
G = H - TS
Dalam persamaan di atas, G adalah tenaga bebas Gibbs, H adalah entalpi sistem, Y adalah suhu, yang merupakan pemalar dan S adalah entropi sistem.
Apa itu Enthalpy?
Enthalpy sistem adalah kuantiti termodinamik yang setara dengan jumlah kandungan haba sistem. Ia sama dengan tenaga dalaman sistem ditambah dengan tekanan dan isipadu. Oleh itu, ia adalah sifat termodinamik sistem. Persamaan entalpi diberikan di bawah.
H = U + PV
Dengan demikian, H adalah entalpi sistem, U adalah tenaga dalaman sistem, P adalah tekanan dan V adalah isipadu. Entalpi sistem adalah petunjuk keupayaan sistem itu untuk melepaskan haba (untuk melakukan kerja bukan mekanikal). Entalpi dilambangkan dengan simbol H.
Menentukan entalpi sistem membolehkan kita menunjukkan sama ada tindak balas kimia adalah eksotermik atau endotermik. Perubahan entalpi sistem dapat digunakan untuk menentukan kepanasan tindak balas dan juga untuk meramalkan apakah reaksi kimia bersifat spontan atau tidak spontan.
Apakah Hubungan Antara Tenaga Bebas dan Enthalpy?
Tenaga dan entalpi bebas Gibbs dihubungkan melalui persamaan berikut.
G = H - TS
Dalam persamaan di atas, G adalah tenaga bebas Gibbs, H adalah entalpi sistem, Y adalah suhu, yang merupakan pemalar dan S adalah entropi sistem. Kedua-dua G dan H mempunyai unit ukuran yang sama.
Apakah Perbezaan Antara Tenaga Percuma dan Enthalpy?
Tenaga Percuma vs Enthalpy |
|
| Tenaga bebas adalah jumlah tenaga yang ada untuk sistem termodinamik untuk melakukan kerja termodinamik. | Enthalpy sistem adalah kuantiti termodinamik yang setara dengan jumlah kandungan haba sistem. |
| Konsep | |
| Tenaga bebas memberikan jumlah tenaga yang ada untuk melakukan kerja termodinamik. | Enthalpy memberikan tenaga keseluruhan sistem yang boleh ditukar menjadi panas. |
| Penukaran | |
| Tenaga bebas memberikan tenaga yang dapat ditukarkan kepada kerja mekanikal sistem. | Enthalpy memberikan tenaga yang dapat ditukarkan kepada kerja sistem bukan mekanikal. |
Ringkasan - Tenaga Percuma vs Enthalpy
Tenaga bebas dan entalpi sistem termodinamik mewakili tenaga yang terdapat dalam sistem. Perbezaan utama antara tenaga bebas dan entalpi adalah bahawa tenaga bebas memberikan jumlah tenaga yang tersedia untuk melakukan kerja termodinamik sedangkan entalpi memberikan jumlah tenaga sistem yang dapat diubah menjadi panas.
