Diferença Entre Energia Livre E Entalpia

2024 Autor: Mildred Bawerman | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 08:41

Diferença chave - energia livre vs entalpia

Energia livre e entalpia são dois termos termodinâmicos usados para explicar a relação entre energia térmica e reações químicas que ocorrem em um sistema termodinâmico. Energia livre ou energia livre termodinâmica é a quantidade de trabalho que um sistema termodinâmico pode realizar. Em outras palavras, energia livre é a quantidade de energia que está disponível naquele sistema termodinâmico para realizar o trabalho termodinâmico. A entalpia, por outro lado, é uma quantidade termodinâmica que representa o conteúdo total de energia em um sistema termodinâmico. A principal diferença entre energia livre e entalpia é que a energia livre fornece a energia total disponível para realizar o trabalho termodinâmico, enquanto a entalpia fornece a energia total de um sistema termodinâmico que pode ser convertido em calor.

CONTEÚDO

1. Visão geral e diferença fundamental

2. O que é energia livre

3. O que é entalpia

4. Relação entre energia livre e entalpia

5. Comparação lado a lado - energia livre vs entalpia na forma tabular

6. Resumo

O que é energia livre?

Energia livre é a quantidade de energia disponível para um sistema termodinâmico realizar o trabalho termodinâmico. A energia livre tem as dimensões da energia. O valor da energia livre de um sistema termodinâmico é determinado pelo estado atual do sistema; não por sua história. Existem dois tipos principais de energia livre frequentemente discutidos na termodinâmica; Energia livre de Helmholtz e energia livre de Gibbs.

Energia livre de Helmholtz

A energia livre de Helmholtz é a energia que está disponível em um sistema termodinâmico fechado para realizar trabalho termodinâmico em temperatura e volume constantes. Conseqüentemente, o valor negativo da energia de Helmholtz indica o trabalho máximo que um sistema termodinâmico pode realizar mantendo seu volume constante. Para manter o volume constante, parte do trabalho termodinâmico total é feito como trabalho de fronteira (para manter a fronteira do sistema como está). A equação da energia de Helmholtz é fornecida abaixo.

A = U - TS

Onde A é a energia livre de Helmholtz, U é a energia interna, T é a temperatura, que é uma constante e S é a entropia do sistema. Entropia é uma quantidade termodinâmica que representa a indisponibilidade de energia térmica de um sistema para conversão em trabalho mecânico.

Figura 01: Hermann von Helmholtz foi o primeiro a propor o conceito de energia livre de Helmholtz

Energia Livre de Gibbs:

O Gibbs libera energia a energia que está disponível em um sistema termodinâmico fechado para realizar trabalho termodinâmico em temperatura e pressão constantes. O volume do sistema pode variar. A energia livre é denotada por G. A equação da energia livre de Gibbs é dada abaixo.

G = H - TS

Na equação acima, G é a energia livre de Gibbs, H é a entalpia do sistema, Y é a temperatura, que é uma constante e S é a entropia do sistema.

O que é entalpia?

A entalpia de um sistema é uma quantidade termodinâmica equivalente ao conteúdo total de calor de um sistema. É igual à energia interna do sistema mais o produto da pressão e do volume. Portanto, é uma propriedade termodinâmica de um sistema. A equação da entalpia é fornecida a seguir.

H = U + PV

Consequentemente, H é a entalpia do sistema, U é a energia interna do sistema, P é a pressão e V é o volume. A entalpia de um sistema é a indicação de sua capacidade de liberar calor (para fazer trabalho não mecânico). A entalpia é denotada pelo símbolo H.

Determinar a entalpia de um sistema nos permite indicar se uma reação química é exotérmica ou endotérmica. A mudança na entalpia de um sistema pode ser usada para determinar o calor das reações e também para prever se uma reação química é espontânea ou não espontânea.

Qual é a relação entre energia livre e entalpia?

A energia livre e a entalpia de Gibbs estão relacionadas através da seguinte equação.

G = H - TS

Na equação acima, G é a energia livre de Gibbs, H é a entalpia do sistema, Y é a temperatura, que é uma constante e S é a entropia do sistema. Ambos G e H têm as mesmas unidades de medida.

Qual é a diferença entre energia livre e entalpia?

Energia Livre vs Entalpia
Energia livre é a quantidade de energia disponível para um sistema termodinâmico realizar o trabalho termodinâmico.	A entalpia de um sistema é uma quantidade termodinâmica equivalente ao conteúdo total de calor de um sistema.
Conceito
A energia livre fornece a energia total disponível para realizar o trabalho termodinâmico.	A entalpia fornece a energia total de um sistema que pode ser convertida em calor.
Conversão
A energia livre fornece a energia que pode ser convertida em trabalho mecânico do sistema.	A entalpia fornece a energia que pode ser convertida em trabalho não mecânico do sistema.

Resumo - Energia Livre vs Entalpia

A energia livre e a entalpia de um sistema termodinâmico representam a energia que está disponível em um sistema. A principal diferença entre energia livre e entalpia é que a energia livre fornece a energia total disponível para realizar o trabalho termodinâmico, enquanto a entalpia fornece a energia total de um sistema que pode ser convertida em calor.