Différence entre l'énergie libre et l'enthalpie

Différence clé - GRATUIT Énergie vs enthalpy
 

L'énergie libre et l'enthalpie sont deux termes thermodynamiques utilisés pour expliquer la relation entre l'énergie thermique et les réactions chimiques qui se produisent dans un système thermodynamique. L'énergie libre ou l'énergie libre thermodynamique est la quantité de travail qu'un système thermodynamique peut effectuer. En d'autres termes, l'énergie libre est la quantité d'énergie disponible dans ce système thermodynamique pour effectuer un travail thermodynamique. L'enthalpie, en revanche, est une quantité thermodynamique qui représente la teneur en énergie totale dans un système thermodynamique. Le différence clé entre l'énergie libre et l'enthalpie est que L'énergie libre donne l'énergie totale disponible pour effectuer des travaux thermodynamiques tandis que l'enthalpie donne l'énergie totale d'un système thermodynamique qui peut être converti en chaleur.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que l'énergie libre
3. Qu'est-ce que l'enthalpie
4. Relation entre l'énergie libre et l'enthalpie
5. Comparaison côte à côte - énergie libre vs enthalpie sous forme tabulaire
6. Résumé

Qu'est-ce que l'énergie libre?

L'énergie libre est la quantité d'énergie disponible pour un système thermodynamique pour effectuer un travail thermodynamique. L'énergie libre a les dimensions de l'énergie. La valeur de l'énergie libre d'un système thermodynamique est déterminée par l'état actuel du système; pas par son histoire. Il existe deux principaux types d'énergie libre souvent discutés dans la thermodynamique; Helmholtz Free Energy et Gibbs Free Energy.

Helmholtz Free Energy

L'énergie libre de Helmholtz est l'énergie disponible dans un système fermé et thermodynamique pour effectuer des travaux thermodynamiques à température et volume constants. Par conséquent, la valeur négative de l'énergie Helmholtz indique le travail maximum qu'un système thermodynamique peut effectuer en maintenant son volume constant. Afin de maintenir le volume constant, une partie du travail thermodynamique total est effectuée comme un travail limite (pour conserver la limite du système telle qu'elle est). L'équation de l'énergie Helmholtz est donnée ci-dessous.

A = u - ts

Où a est l'énergie libre de Helmholtz, u est l'énergie interne, t est une température, qui est une constante et S est l'entropie du système. L'entropie est une quantité thermodynamique représentant l'indisponibilité de l'énergie thermique d'un système pour la conversion en travaux mécaniques.

Figure 01: Hermann von Helmholtz a été le premier à proposer le concept d'énergie libre de Helmholtz

Gibbs Free Energy:

L'énergie libre de Gibbs L'énergie disponible dans un système fermé et thermodynamique pour effectuer des travaux thermodynamiques à température et à la pression constantes. Le volume du système peut varier. L'énergie libre est indiquée par g. L'équation de l'énergie libre de Gibbs est donnée ci-dessous.

G = h - ts

Dans l'équation ci-dessus, g est l'énergie libre de Gibbs, h est l'enthalpie du système, y est la température, qui est une constante et S est l'entropie du système.

Qu'est-ce que l'enthalpie?

L'enthalpie d'un système est une quantité thermodynamique équivalente au contenu thermique total d'un système. Il est égal à l'énergie interne du système plus le produit de la pression et du volume. Par conséquent, il s'agit d'une propriété thermodynamique d'un système. Le équation de l'enthalpie est donné ci-dessous.

H = u + pv

En conséquence, H est l'enthalpie du système, U est l'énergie interne du système, P est la pression et V est le volume. L'enthalpie d'un système est l'indication de la capacité de ce système à libérer la chaleur (à faire un travail non mécanique). L'enthalpie est indiquée par le symbole H.

La détermination de l'enthalpie d'un système nous permet d'indiquer si une réaction chimique est exothermique ou endothermique. Le changement d'enthalpie d'un système peut être utilisé pour déterminer la chaleur des réactions et également pour prédire si une réaction chimique est spontanée ou non spontanée.

Quelle est la relation entre l'énergie libre et l'enthalpie?

L'énergie et l'enthalpie libres de Gibbs sont liées à l'équation suivante.

G = h - ts

Dans l'équation ci-dessus, g est l'énergie libre de Gibbs, h est l'enthalpie du système, y est la température, qui est une constante et S est l'entropie du système. G et H ont les mêmes unités de mesure.

Quelle est la différence entre l'énergie libre et l'enthalpie?

Résumé - Gratuit Énergie vs enthalpy

L'énergie libre et l'enthalpie d'un système thermodynamique représentent l'énergie disponible dans un système. La principale différence entre l'énergie libre et l'enthalpie est que l'énergie libre donne l'énergie totale disponible pour effectuer un travail thermodynamique tandis que l'enthalpie donne l'énergie totale d'un système qui peut être converti en chaleur.

Référence:

1.Les éditeurs d'Encyclopædia Britannica. "Énergie gratuite.»Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 5 janvier. 2012. Disponible ici
2.Helmenstine, Anne Marie, D. «Qu'est-ce que l'enthalpie en chimie et en physique?"Thoughtco, Jan. 25, 2018. Disponible ici
3.«Énergie libre de Helmholtz.»Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17 février. 2018. Disponible ici
4.«Gibbs (libre) énergie.”Chemistry LibreTexts, LibreTexts, 12 janvier. 2018. Disponible ici

Image gracieuseté:

1.'Hermann von Helmholtz' (domaine public) via les communes Wikimedia