Əsas Fərq – Pulsuz Enerji ilə Entalpiya
Sərbəst enerji və entalpiya istilik enerjisi ilə termodinamik sistemdə baş verən kimyəvi reaksiyalar arasındakı əlaqəni izah etmək üçün istifadə edilən iki termodinamik termindir. Sərbəst enerji və ya termodinamik sərbəst enerji, termodinamik sistemin yerinə yetirə biləcəyi işin miqdarıdır. Başqa sözlə, sərbəst enerji, termodinamik işi yerinə yetirmək üçün həmin termodinamik sistemdə mövcud olan enerji miqdarıdır. Digər tərəfdən, entalpiya, termodinamik sistemdəki ümumi enerji məzmununu təmsil edən termodinamik kəmiyyətdir. Sərbəst enerji ilə entalpiya arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, pulsuz enerji termodinamik işi yerinə yetirmək üçün mövcud olan ümumi enerjini verir, entalpiya isə istiliyə çevrilə bilən termodinamik sistemin ümumi enerjisini verir.
Pulsuz Enerji nədir?
Sərbəst enerji termodinamik sistemin termodinamik işi yerinə yetirməsi üçün mövcud olan enerji miqdarıdır. Sərbəst enerjinin enerji ölçüləri var. Termodinamik sistemin sərbəst enerjisinin qiyməti sistemin indiki vəziyyəti ilə müəyyən edilir; tarixi ilə deyil. Termodinamikada tez-tez müzakirə edilən sərbəst enerjinin iki əsas növü vardır; Helmholtz pulsuz enerji və Gibbs pulsuz enerji.
Helmholtz Pulsuz Enerji
Helmholtz sərbəst enerjisi sabit temperatur və həcmdə termodinamik işi yerinə yetirmək üçün qapalı, termodinamik sistemdə mövcud olan enerjidir. Beləliklə, Helmholtz enerjisinin mənfi dəyəri termodinamik sistemin həcmini sabit saxlayaraq yerinə yetirə biləcəyi maksimum işi göstərir. Həcmi sabit saxlamaq üçün ümumi termodinamik işin bir hissəsi sərhəd işi kimi yerinə yetirilir (sistemin sərhəddini olduğu kimi saxlamaq üçün). Helmholtz enerjisinin tənliyi aşağıda verilmişdir.
A=U – TS
Burada A Helmholtz sərbəst enerjisi, U daxili enerji, T sabit olan temperatur və S sistemin entropiyasıdır. Entropiya, sistemin istilik enerjisinin mexaniki işə çevrilməsi üçün əlçatmazlığını ifadə edən termodinamik kəmiyyətdir.
Şəkil 01: Hermann von Helmholtz Helmholtz sərbəst enerji konsepsiyasını təklif edən ilk şəxsdir
Gibbs Pulsuz Enerji:
Gibbs sabit temperatur və təzyiqdə termodinamik işi yerinə yetirmək üçün qapalı, termodinamik sistemdə mövcud olan enerjini sərbəst buraxır. Sistemin həcmi fərqli ola bilər. Sərbəst enerji G ilə işarələnir. Gibbsin sərbəst enerjisinin tənliyi aşağıda verilmişdir.
G=H – TS
Yuxarıdakı tənlikdə G Gibbsin sərbəst enerjisi, H sistemin entalpiyası, Y sabit olan temperatur və S sistemin entropiyasıdır.
Entalpiya nədir?
Sistemin entalpiyası sistemin ümumi istilik tərkibinə ekvivalent olan termodinamik kəmiyyətdir. Bu, sistemin daxili enerjisi üstəgəl təzyiq və həcm məhsuluna bərabərdir. Buna görə də sistemin termodinamik xüsusiyyətidir. Entalpiya tənliyi aşağıda verilmişdir.
H=U + PV
Müvafiq olaraq, H sistemin entalpiyası, U sistemin daxili enerjisi, P təzyiq, V isə həcmdir. Sistemin entalpiyası bu sistemin istiliyi buraxmaq (qeyri-mexaniki iş görmək) qabiliyyətinin göstəricisidir. Entalpiya H simvolu ilə işarələnir.
Sistemin entalpiyasını təyin etmək kimyəvi reaksiyanın ekzotermik və ya endotermik olduğunu göstərməyə imkan verir. Sistemin entalpiyasındakı dəyişiklik reaksiyaların istiliyini təyin etmək və həmçinin kimyəvi reaksiyanın kortəbii və ya kortəbii olmadığını proqnozlaşdırmaq üçün istifadə edilə bilər.
Sərbəst Enerji ilə Entalpiya Arasında Nə Əlaqə var?
Gibbs sərbəst enerjisi və entalpiyası aşağıdakı tənlik vasitəsilə əlaqələndirilir.
G=H – TS
Yuxarıdakı tənlikdə G Gibbsin sərbəst enerjisi, H sistemin entalpiyası, Y sabit olan temperatur və S sistemin entropiyasıdır. Həm G, həm də H eyni ölçü vahidlərinə malikdir.
Sərbəst Enerji ilə Entalpiya Arasındakı Fərq Nədir?
Pulsuz Enerji vs Entalpiya |
|
| Sərbəst enerji termodinamik sistemin termodinamik işi yerinə yetirməsi üçün mövcud enerji miqdarıdır. | Sistemin entalpiyası sistemin ümumi istilik tərkibinə ekvivalent olan termodinamik kəmiyyətdir. |
| Konsepsiya | |
| Sərbəst enerji termodinamik işi yerinə yetirmək üçün mövcud olan ümumi enerjini verir. | Entalpiya istiliyə çevrilə bilən sistemin ümumi enerjisini verir. |
| Dönüşüm | |
| Sərbəst enerji sistemin mexaniki işinə çevrilə bilən enerji verir. | Entalpiya sistemin mexaniki olmayan işinə çevrilə bilən enerji verir. |
Xülasə – Pulsuz Enerji və Entalpiya
Termodinamik sistemin sərbəst enerjisi və entalpiyası sistemdə mövcud olan enerjini təmsil edir. Sərbəst enerji ilə entalpiya arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, sərbəst enerji termodinamik işi yerinə yetirmək üçün mövcud olan ümumi enerjini verir, entalpiya isə istiliyə çevrilə bilən sistemin ümumi enerjisini verir.
