Разлика између бесплатне енергије и стандардне бесплатне енергије

Бесплатна енергија вс стандардна бесплатна енергија

Шта је Бесплатна енергија?

Количина рада коју термодинамички систем може обавити позната је као бесплатна енергија. Слободна енергија може се описати помоћу два термина, бесплатна енергија Хелмхолтза и слободна енергија Гиббс. У хемији, када користимо реч "бесплатна енергија", то значи да је Гиббс слободна енергија. У физици се слободна енергија односи на хемхолтз слободну енергију. Оба термина су описана у даљем тексту.

Други закон термодинамике повезан је са ентропијом и каже, „ентропија универзума се повећава у спонтаном процесу.“ Ентропија је повезана са количином произведене топлоте; то је степен деградације енергије. Али, у ствари, количина додатног поремећаја изазваног одређеном количином топлоте к зависи од температуре. Ако је већ јако вруће, мало додатне топлоте не ствара много више поремећаја, али ако је температура веома ниска, иста количина топлоте изазваће драматичан пораст нереда. Стога је прикладније написати,

дс = дк / Т

Да бисмо анализирали правац промене, морамо размотрити промене како у систему тако и у окружењу. Следећа Клаусијева неједнакост показује шта се дешава када се топлотна енергија преноси између система и околине. (Узмите у обзир да је систем у топлотној равнотежи са окружењем на температури Т)

дС - дк / Т ≥0.… (1) 

Ако се загревање врши константном запремином, горњу једнаџбу (1) можемо написати на следећи начин. Ова једначина изражава критеријум за спонтано реаговање само у погледу државних функција.

дС - дУ / Т ≥0

Једнаџба се може преуредити да би добила следећу једначину.

ТдС ≥дУ (Једнаџба 2), и зато се може записати као

дУ - ТдС ≤0

Горњи израз може се поједноставити употребом термина Хелмхолтз енергије А, који се може дефинисати као,

А = У-ТС

Из горњих једначина можемо извести критеријум за спонтану реакцију као дА ≤0. Ово каже да је промена система у константној температури и запремини спонтана ако је дА ≤0. Дакле, промена је спонтана када одговара смањењу Хелмхолтз енергије. Због тога се ови системи крећу спонтано да би добили нижу вредност А.

Гиббсова енергија повезана је са променама које се дешавају под сталним притиском. Када се топлотна енергија преноси под константним притиском, постоји само рад експанзије; стога једнаџбу 2 модификујемо и пишемо на следећи начин.

ТдС ≥дХ

Ова једначина се може преуредити да би дала дХ-ТдС≤0. Изразом Гиббсова слободна енергија Г, ова једначина се може записати као,

Г = Х-ТС

При сталној температури и притиску, хемијске реакције су спонтане у смеру смањења Гиббсове енергије. Стога је дГ ≤0

Шта је стандардна бесплатна енергија?

Стандардна бесплатна енергија је слободна енергија дефинисана у стандардним условима. Стандардни услови су температура, 298 К; притисак, 1 атм или 101,3 кПа; и сви растворени материјали у концентрацији од 1 М. Стандардна бесплатна енергија означена је са Го.

Која је разлика између бесплатне енергије и стандардне бесплатне енергије? • У хемији се слободна енергија назива Гиббсова слободна енергија. Повезана је са променама које се дешавају под сталним притиском. Стандардна бесплатна енергија је слободна енергија дефинисана у стандардним условима. • Због тога се стандардна бесплатна енергија даје на температури од 298К и притиску 1 атм, али вредност слободне енергије може се мењати у зависности од температуре и притиска.