Différence entre énergie libre et énergie libre standard

Énergie libre vs énergie libre standard

Quelle est l'énergie libre?

La quantité de travail qu'un système thermodynamique peut effectuer est appelée énergie libre. L'énergie libre peut être décrite en utilisant deux termes, énergie libre de Helmholtz et énergie libre de Gibbs. En chimie, lorsque nous utilisons le mot «énergie libre», cela signifie énergie libre de Gibbs. En physique, l'énergie libre fait référence à l'énergie libre de Helmholtz. Les deux termes sont décrits ci-dessous.

La deuxième loi de la thermodynamique est liée à l'entropie, et il est écrit que «l'entropie de l'univers augmente spontanément». L'entropie est liée à la quantité de chaleur générée; c'est à quel point l'énergie a été dégradée. Mais en réalité, la quantité de désordre supplémentaire provoquée par une quantité de chaleur donnée q dépend de la température. S'il fait déjà très chaud, un peu de chaleur supplémentaire ne crée pas plus de désordre, mais si la température est très basse, la même quantité de chaleur provoquera une augmentation dramatique du désordre. Il est donc plus approprié d'écrire,

ds = dq / T

Pour analyser la direction du changement, nous devons prendre en compte les modifications du système et de son environnement. L'inégalité de Clausius suivante montre ce qui se produit lorsque de l'énergie thermique est transférée entre le système et l'environnement. (Considérez que le système est en équilibre thermique avec l'environnement à la température T)

dS - dq / T ≥0.… (1) 

Si le chauffage est effectué à volume constant, nous pouvons écrire l'équation ci-dessus (1) comme suit. Cette équation exprime le critère de réaction spontanée en termes de fonctions d’état uniquement..

dS - dU / T ≥0

L'équation peut être réorganisée pour obtenir l'équation suivante.

TdS ≥dU (équation 2), et par conséquent, il peut être écrit comme

dU - TdS ≤0

L’expression ci-dessus peut être simplifiée par l’utilisation du terme énergie de Helmholtz, A, qui peut être défini comme,

A = U-TS

À partir des équations ci-dessus, nous pouvons déduire un critère de réaction spontanée tel que dA ≤0. Ceci indique qu'un changement dans un système à température et volume constants est spontané si dA ≤0. Le changement est donc spontané lorsqu'il correspond à une diminution de l'énergie de Helmholtz. Par conséquent, ces systèmes se déplacent spontanément pour donner une valeur inférieure à A.

L’énergie libre de Gibbs est liée aux changements qui se produisent à pression constante. Lorsque l’énergie thermique est transférée à pression constante, il n’ya que des travaux de détente; par conséquent, nous modifions et écrivons l'équation 2 comme suit.

TdS ≥dH

Cette équation peut être modifiée pour donner dH-TdS≤0. Avec le terme énergie libre de Gibbs, G, cette équation peut être écrite ainsi:,

G = H-TS

À température et pression constantes, les réactions chimiques sont spontanées dans le sens d’une diminution de l’énergie libre de Gibbs. Par conséquent, dG ≤0

Qu'est-ce que l'énergie libre standard??

L'énergie libre standard est l'énergie libre définie aux conditions standard. Les conditions standard sont la température, 298 K; pression, 1 atm ou 101,3 kPa; et tous les solutés à une concentration de 1 M. L'énergie libre standard est notée Go..

Quelle est la différence entre l'énergie libre et l'énergie libre standard? • En chimie, l'énergie libre est appelée énergie libre de Gibbs. Cela est lié aux changements qui se produisent à pression constante. L'énergie libre standard est l'énergie libre définie aux conditions standard. • Par conséquent, l’énergie libre standard est donnée à une température de 298 K et à une pression de 1 atm, mais la valeur de l’énergie libre peut varier en fonction de la température et de la pression..