Perbedaan Antara Energi Gratis dan Energi Gratis Standar

Energi Gratis vs Energi Gratis Standar

Apa itu energi Gratis??

Jumlah pekerjaan yang dapat dilakukan oleh sistem termodinamika dikenal sebagai energi bebas. Energi bebas dapat digambarkan menggunakan dua istilah, energi bebas Helmholtz dan energi bebas Gibbs. Dalam kimia, ketika kita menggunakan kata "energi bebas" itu berarti energi bebas Gibbs. Dalam fisika, energi bebas mengacu pada energi bebas Helmholtz. Kedua istilah tersebut dijelaskan di bawah ini.

Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi, dan dikatakan, "entropi alam semesta meningkat dalam proses spontan." Entropi terkait dengan jumlah panas yang dihasilkan; sejauh mana energi telah terdegradasi. Tetapi, pada kenyataannya, jumlah kelainan ekstra yang disebabkan oleh jumlah panas yang diberikan q tergantung pada suhu. Jika sudah sangat panas, sedikit panas tambahan tidak membuat lebih banyak gangguan, tetapi jika suhunya sangat rendah, jumlah panas yang sama akan menyebabkan peningkatan dramatis dalam gangguan. Oleh karena itu, lebih tepat untuk menulis,

ds = dq / T

Untuk menganalisis arah perubahan, kita harus mempertimbangkan perubahan pada sistem dan sekitarnya. Ketidaksetaraan Clausius berikut menunjukkan apa yang terjadi ketika energi panas ditransfer antara sistem dan sekitarnya. (Pertimbangkan sistem berada dalam kesetimbangan termal dengan sekitarnya pada suhu T)

dS - dq / T ≥0.… (1) 

Jika pemanasan dilakukan pada volume konstan, kita dapat menulis persamaan di atas (1) sebagai berikut. Persamaan ini menyatakan kriteria untuk reaksi spontan terjadi hanya dalam fungsi negara saja.

dS - dU / T ≥0

Persamaan dapat disusun ulang untuk mendapatkan persamaan berikut.

TdS ≥dU (Persamaan 2), dan karenanya, dapat ditulis sebagai

dU - TdS ≤0

Ungkapan di atas dapat disederhanakan dengan penggunaan energi Helmholtz, A, yang dapat didefinisikan sebagai,

A = U-TS

Dari persamaan di atas, kita dapat memperoleh kriteria untuk reaksi spontan sebagai dA ≤0. Ini menyatakan bahwa, perubahan dalam sistem pada suhu dan volume konstan adalah spontan jika dA ≤0. Jadi perubahan itu spontan ketika itu terkait dengan penurunan energi Helmholtz. Oleh karena itu, sistem ini bergerak secara spontan, untuk memberikan nilai A yang lebih rendah.

Energi bebas Gibbs berhubungan dengan perubahan yang terjadi pada tekanan konstan. Ketika energi panas ditransfer pada tekanan konstan, hanya ada pekerjaan ekspansi; oleh karena itu, kami memodifikasi dan menulis persamaan 2 sebagai berikut.

TdS ≥dH

Persamaan ini dapat diatur ulang untuk diberikan dH-TdS≤0. Dengan istilah energi bebas Gibbs, G, persamaan ini dapat ditulis sebagai,

G = H-TS

Pada suhu dan tekanan yang konstan, reaksi kimia spontan ke arah penurunan energi bebas Gibbs. Karena itu, dG ≤0

Apa itu Energi Bebas Standar?

Energi bebas standar adalah energi bebas yang ditentukan pada kondisi standar. Kondisi standar adalah suhu, 298 K; tekanan, 1 atm atau 101,3 kPa; dan semua zat terlarut pada konsentrasi 1 M. Energi bebas standar dilambangkan sebagai Go.

Apa perbedaan antara Energi Gratis dan Energi Bebas Standar? • Dalam kimia, energi bebas disebut energi bebas Gibbs. Ini terkait dengan perubahan yang terjadi pada tekanan konstan. Energi bebas standar adalah energi bebas yang ditentukan pada kondisi standar. • Oleh karena itu, energi bebas standar diberikan pada suhu 298K dan tekanan 1 atm, tetapi nilai energi bebas dapat berubah tergantung pada suhu dan tekanan.