Pulsuz Enerji və Standart Pulsuz Enerji
Sərbəst enerji nədir?
Termodinamik sistemin yerinə yetirə biləcəyi işin miqdarı sərbəst enerji kimi tanınır. Sərbəst enerji iki termindən istifadə etməklə təsvir edilə bilər: Helmholtz pulsuz enerji və Gibbs pulsuz enerji. Kimyada “sərbəst enerji” sözünü işlətdikdə bu Gibbsin sərbəst enerjisi deməkdir. Fizikada sərbəst enerji Helmholtz sərbəst enerjisinə aiddir. Hər iki şərt aşağıda təsvir edilmişdir.
Termodinamikanın ikinci qanunu entropiya ilə bağlıdır və burada deyilir ki, “kainatın entropiyası kortəbii bir prosesdə artır”. Entropiya yaranan istilik miqdarı ilə bağlıdır; bu, enerjinin nə dərəcədə pozulduğudur. Lakin, əslində, müəyyən bir istilik miqdarının yaratdığı əlavə pozğunluğun miqdarı q temperaturdan asılıdır. Əgər artıq çox istidirsə, bir az əlavə istilik daha çox pozğunluq yaratmaz, lakin temperatur çox aşağı olarsa, eyni miqdarda istilik pozğunluğun kəskin artmasına səbəb olacaqdır. Buna görə də,yazmaq daha məqsədəuyğundur.
ds=dq/T
Dəyişiklik istiqamətini təhlil etmək üçün həm sistemdə, həm də ətrafdakı dəyişiklikləri nəzərə almalıyıq. Aşağıdakı Klauzius bərabərsizliyi sistemlə ətraf arasında istilik enerjisi ötürüldükdə nə baş verdiyini göstərir. (Sistemin T temperaturunda ətraf mühitlə istilik tarazlığında olduğunu nəzərə alın)
dS – dq/T ≥0.…………(1)
İsitmə sabit həcmdə aparılırsa, yuxarıdakı tənliyi (1) aşağıdakı kimi yaza bilərik. Bu tənlik yalnız vəziyyət funksiyaları baxımından kortəbii reaksiyanın baş verməsi üçün kriteriyanı ifadə edir.
dS – dU/T ≥0
Tənlik aşağıdakı tənliyi əldə etmək üçün yenidən təşkil edilə bilər.
TdS ≥dU (Tənlik 2) və buna görə dəkimi yazıla bilər
dU – TdS ≤0
Yuxarıdakı ifadə Helmholtz enerjisi A terminindən istifadə etməklə sadələşdirilə bilər ki, bu da belə təyin oluna bilər, A=U-TS
Yuxarıdakı tənliklərdən dA ≤0 kimi kortəbii reaksiya üçün kriteriya çıxara bilərik. Bu, dA ≤0 olduqda sabit temperatur və həcmdə sistemdə dəyişiklik kortəbii olduğunu bildirir. Beləliklə, Helmholtz enerjisinin azalmasına uyğun olduqda dəyişiklik kortəbii olur. Buna görə də, bu sistemlər daha aşağı A dəyəri vermək üçün kortəbii yolda hərəkət edir.
Gibbs sərbəst enerjisi sabit təzyiqdə baş verən dəyişikliklərlə əlaqədardır. İstilik enerjisi sabit təzyiqdə ötürüldükdə, yalnız genişləndirmə işi var; buna görə də 2-ci tənliyi aşağıdakı kimi dəyişdirib yazırıq.
TdS ≥dH
Bu tənliyi dH-TdS≤0 vermək üçün yenidən təşkil etmək olar. Gibbs sərbəst enerjisi, G termini ilə bu tənlikkimi yazıla bilər.
G=H-TS
Sabit temperatur və təzyiqdə kimyəvi reaksiyalar Gibbsin sərbəst enerjisinin azalması istiqamətində kortəbii olur. Buna görə də, dG ≤0
Standart Pulsuz Enerji nədir?
Standart sərbəst enerji standart şərtlərdə müəyyən edilmiş sərbəst enerjidir. Standart şərtlər temperatur, 298 K; təzyiq, 1 atm və ya 101,3 kPa; və bütün məhlullar 1 M konsentrasiyada. Standart sərbəst enerji Go kimi işarələnir.
Azad Enerji ilə Standart Pulsuz Enerji arasında nə fərq var?
• Kimyada sərbəst enerji Gibbsin sərbəst enerjisinə aiddir. Bu, daimi təzyiqdə baş verən dəyişikliklərlə əlaqədardır. Standart sərbəst enerji standart şərtlərdə müəyyən edilmiş sərbəst enerjidir.
• Buna görə də, standart sərbəst enerji 298K temperaturda və 1 atm təzyiqdə verilir, lakin sərbəst enerji dəyəri temperatur və təzyiqdən asılı olaraq dəyişə bilər.
