Tofauti Muhimu – Nishati Bila Malipo dhidi ya Enthalpy
Nishati isiyolipishwa na enthalpy ni maneno mawili ya thermodynamic yanayotumika kueleza uhusiano kati ya nishati ya joto na athari za kemikali zinazotokea katika mfumo wa thermodynamic. Nishati ya bure au nishati ya bure ya thermodynamic ni kiasi cha kazi ambayo mfumo wa thermodynamic unaweza kufanya. Kwa maneno mengine, nishati ya bure ni kiasi cha nishati ambacho kinapatikana katika mfumo huo wa thermodynamic kufanya kazi ya thermodynamic. Enthalpy, kwa upande mwingine, ni wingi wa thermodynamic ambayo inawakilisha jumla ya maudhui ya nishati katika mfumo wa thermodynamic. Tofauti kuu kati ya nishati ya bure na enthalpy ni kwamba nishati ya bure inatoa nishati ya jumla inayopatikana kufanya kazi ya thermodynamic ambapo enthalpy inatoa nishati ya jumla ya mfumo wa thermodynamic ambao unaweza kubadilishwa kuwa joto.
Nishati Bila Malipo ni nini?
Nishati isiyolipishwa ni kiasi cha nishati inayopatikana kwa mfumo wa halijoto kufanya kazi ya halijoto. Nishati ya bure ina vipimo vya nishati. Thamani ya nishati ya bure ya mfumo wa thermodynamic imedhamiriwa na hali ya sasa ya mfumo; si kwa historia yake. Kuna aina mbili kuu za nishati ya bure mara nyingi hujadiliwa katika thermodynamics; Nishati isiyolipishwa ya Helmholtz na nishati ya bure ya Gibbs.
Helmholtz Nishati Isiyolipishwa
Nishati isiyolipishwa ya Helmholtz ni nishati inayopatikana katika mfumo funge, wa halijoto kufanya kazi ya halijoto na sauti isiyobadilika. Kwa hiyo, thamani hasi ya nishati ya Helmholtz inaonyesha kazi ya juu ambayo mfumo wa thermodynamic unaweza kufanya kwa kushikilia kiasi chake mara kwa mara. Ili kuweka kiasi mara kwa mara, baadhi ya kazi ya jumla ya thermodynamic inafanywa kama kazi ya mipaka (kuweka mpaka wa mfumo kama ulivyo). Equation ya nishati ya Helmholtz imetolewa hapa chini.
A=U – TS
Ambapo A ni nishati isiyolipishwa ya Helmholtz, U ni nishati ya ndani, T ni halijoto, ambayo haibadilikabadilika na S ndiyo entropy ya mfumo. Entropy ni kiasi cha halijoto kinachowakilisha kutopatikana kwa nishati ya mfumo wa joto ili kugeuzwa kuwa kazi ya kiufundi.
Kielelezo 01: Hermann von Helmholtz alikuwa wa kwanza kupendekeza dhana ya Helmholtz free energy
Gibbs Free Energy:
The Gibbs huchangamsha bila malipo nishati inayopatikana katika mfumo funge, wa hali ya joto ili kufanya kazi ya thermodynamic kwa halijoto isiyobadilika na shinikizo. Kiasi cha mfumo kinaweza kutofautiana. Nishati isiyolipishwa inaashiriwa na G. Mlinganyo wa nishati isiyolipishwa ya Gibbs umetolewa hapa chini.
G=H – TS
Katika mlinganyo ulio hapo juu, G ni Gibbs free energy, H ni enthalpy ya mfumo, Y ni halijoto, ambayo ni thabiti na S ndiyo entropy ya mfumo.
Enthalpy ni nini?
Enthalpy ya mfumo ni wingi wa halijoto sawa na jumla ya maudhui ya joto ya mfumo. Ni sawa na nishati ya ndani ya mfumo pamoja na bidhaa ya shinikizo na kiasi. Kwa hiyo, ni mali ya thermodynamic ya mfumo. Mlinganyo wa enthalpy umetolewa hapa chini.
H=U + PV
Kwa hiyo, H ni enthalpy ya mfumo, U ni nishati ya ndani ya mfumo, P ni shinikizo na V ni kiasi. Enthalpy ya mfumo ni dalili ya uwezo wa mfumo huo wa kutoa joto (kufanya kazi isiyo ya mitambo). Enthalpy inaashiria kwa ishara H.
Kubainisha enthalpy ya mfumo huturuhusu kuashiria ikiwa mmenyuko wa kemikali ni wa nje au wa mwisho wa joto. Mabadiliko ya enthalpy ya mfumo yanaweza kutumiwa kubainisha joto la athari na pia kutabiri ikiwa mmenyuko wa kemikali ni wa kutokea au haujitokezi.
Kuna Uhusiano Gani Kati Ya Nishati Bila Malipo na Enthalpy?
Nishati isiyolipishwa ya Gibbs na enthalpy inahusiana kupitia mlinganyo ufuatao.
G=H – TS
Katika mlingano ulio hapo juu, G ni Gibbs free energy, H ni enthalpy ya mfumo, Y ni halijoto, ambayo ni thabiti na S ndiyo entropy ya mfumo. G na H zote mbili zina vipimo sawa.
Kuna tofauti gani kati ya Nishati Bila Malipo na Enthalpy?
Nishati Bila Malipo dhidi ya Enthalpy |
|
| Nishati isiyolipishwa ni kiasi cha nishati inayopatikana kwa mfumo wa halijoto kufanya kazi ya halijoto. | Enthalpy ya mfumo ni wingi wa halijoto sawa na jumla ya maudhui ya joto ya mfumo. |
| Dhana | |
| Nishati bila malipo hutoa jumla ya nishati inayopatikana ili kufanya kazi ya halijoto. | Enthalpy inatoa jumla ya nishati ya mfumo unaoweza kubadilishwa kuwa joto. |
| Uongofu | |
| Nishati bila malipo hutoa nishati inayoweza kubadilishwa kuwa kazi ya kiufundi ya mfumo. | Enthalpy inatoa nishati inayoweza kubadilishwa kuwa kazi isiyo ya mitambo ya mfumo. |
Muhtasari – Nishati Bila Malipo dhidi ya Enthalpy
Nishati isiyolipishwa na enthalpy ya mfumo wa thermodynamic inawakilisha nishati inayopatikana katika mfumo. Tofauti kuu kati ya nishati isiyolipishwa na enthalpy ni kwamba nishati isiyolipishwa inatoa jumla ya nishati inayopatikana ili kufanya kazi ya halijoto ilhali enthalpy inatoa nishati jumla ya mfumo unaoweza kubadilishwa kuwa joto.
