मुख्य अंतर - फ्री एनर्जी बनाम एंथैल्पी
मुक्त ऊर्जा और थैलेपी दो थर्मोडायनामिक शब्द हैं जिनका उपयोग ऊष्मा ऊर्जा और थर्मोडायनामिक प्रणाली में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं के बीच संबंध को समझाने के लिए किया जाता है। मुक्त ऊर्जा या थर्मोडायनामिक मुक्त ऊर्जा एक थर्मोडायनामिक प्रणाली द्वारा किए जा सकने वाले कार्य की मात्रा है। दूसरे शब्दों में, मुक्त ऊर्जा उस थर्मोडायनामिक प्रणाली में थर्मोडायनामिक कार्य करने के लिए उपलब्ध ऊर्जा की मात्रा है। दूसरी ओर, एन्थैल्पी एक थर्मोडायनामिक मात्रा है जो थर्मोडायनामिक प्रणाली में कुल ऊर्जा सामग्री का प्रतिनिधित्व करती है। मुक्त ऊर्जा और थैलेपी के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि मुक्त ऊर्जा थर्मोडायनामिक कार्य करने के लिए उपलब्ध कुल ऊर्जा देती है जबकि थैलेपी एक थर्मोडायनामिक प्रणाली की कुल ऊर्जा देती है जिसे गर्मी में परिवर्तित किया जा सकता है।
मुफ्त ऊर्जा क्या है?
मुक्त ऊर्जा थर्मोडायनामिक कार्य करने के लिए थर्मोडायनामिक सिस्टम के लिए उपलब्ध ऊर्जा की मात्रा है। मुक्त ऊर्जा में ऊर्जा के आयाम होते हैं। थर्मोडायनामिक सिस्टम की मुक्त ऊर्जा का मूल्य सिस्टम की वर्तमान स्थिति से निर्धारित होता है; अपने इतिहास से नहीं। ऊष्मप्रवैगिकी में अक्सर दो मुख्य प्रकार की मुक्त ऊर्जा की चर्चा की जाती है; हेल्महोल्ट्ज़ मुक्त ऊर्जा और गिब्स मुक्त ऊर्जा।
हेल्महोल्ट्ज़ मुक्त ऊर्जा
हेल्महोल्ट्ज़ मुक्त ऊर्जा वह ऊर्जा है जो एक बंद, थर्मोडायनामिक प्रणाली में निरंतर तापमान और आयतन पर थर्मोडायनामिक कार्य करने के लिए उपलब्ध है। इसलिए, हेल्महोल्ट्ज़ ऊर्जा का ऋणात्मक मान उस अधिकतम कार्य को इंगित करता है जो एक थर्मोडायनामिक प्रणाली अपने आयतन को स्थिर रखकर कर सकती है। आयतन को स्थिर रखने के लिए, कुल थर्मोडायनामिक कार्य में से कुछ को सीमा कार्य के रूप में किया जाता है (सिस्टम की सीमा को यथावत रखने के लिए)। हेल्महोल्ट्ज़ ऊर्जा का समीकरण नीचे दिया गया है।
ए=यू - टीएस
जहां ए हेल्महोल्ट्ज मुक्त ऊर्जा है, यू आंतरिक ऊर्जा है, टी तापमान है, जो स्थिर है और एस सिस्टम की एन्ट्रॉपी है। एन्ट्रॉपी एक थर्मोडायनामिक मात्रा है जो यांत्रिक कार्य में रूपांतरण के लिए सिस्टम की तापीय ऊर्जा की अनुपलब्धता का प्रतिनिधित्व करती है।
चित्रा 01: हरमन वॉन हेल्महोल्ट्ज़ हेल्महोल्ट्ज़ मुक्त ऊर्जा की अवधारणा का प्रस्ताव देने वाले पहले व्यक्ति थे
गिब्स फ्री एनर्जी:
गिब्स मुक्त ऊर्जा वह ऊर्जा है जो एक बंद, थर्मोडायनामिक प्रणाली में निरंतर तापमान और दबाव पर थर्मोडायनामिक कार्य करने के लिए उपलब्ध है। सिस्टम की मात्रा भिन्न हो सकती है। मुक्त ऊर्जा को G द्वारा निरूपित किया जाता है। गिब्स मुक्त ऊर्जा का समीकरण नीचे दिया गया है।
जी=एच - टीएस
उपरोक्त समीकरण में, G गिब्स मुक्त ऊर्जा है, H निकाय की एन्थैल्पी है, Y तापमान है, जो स्थिर है और S निकाय की एन्ट्रॉपी है।
एन्थैल्पी क्या है?
सिस्टम की एन्थैल्पी एक थर्मोडायनामिक मात्रा है जो किसी सिस्टम की कुल गर्मी सामग्री के बराबर होती है। यह प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा और दबाव और आयतन के गुणनफल के बराबर है। इसलिए, यह एक प्रणाली की थर्मोडायनामिक संपत्ति है। एन्थैल्पी का समीकरण नीचे दिया गया है।
एच=यू + पीवी
तदनुसार, H निकाय की एन्थैल्पी है, U निकाय की आंतरिक ऊर्जा है, P दाब है और V आयतन है। किसी सिस्टम की एन्थैल्पी उस सिस्टम की गर्मी छोड़ने की क्षमता (गैर-यांत्रिक कार्य करने के लिए) का संकेत है। एन्थैल्पी को प्रतीक H. द्वारा निरूपित किया जाता है।
सिस्टम की एन्थैल्पी का निर्धारण हमें यह इंगित करने की अनुमति देता है कि कोई रासायनिक प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक या एंडोथर्मिक है या नहीं। एक प्रणाली की एन्थैल्पी में परिवर्तन का उपयोग प्रतिक्रियाओं की गर्मी को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है और यह भविष्यवाणी करने के लिए भी किया जा सकता है कि कोई रासायनिक प्रतिक्रिया सहज या गैर-सहज है।
मुक्त ऊर्जा और एन्थैल्पी के बीच क्या संबंध है?
गिब्स मुक्त ऊर्जा और थैलीपी निम्नलिखित समीकरण के माध्यम से संबंधित हैं।
जी=एच - टीएस
उपरोक्त समीकरण में, G गिब्स मुक्त ऊर्जा है, H निकाय की एन्थैल्पी है, Y तापमान है, जो स्थिर है और S निकाय की एन्ट्रॉपी है। G और H दोनों की माप की इकाइयाँ समान हैं।
मुक्त ऊर्जा और एन्थैल्पी में क्या अंतर है?
फ्री एनर्जी बनाम एन्थैल्पी |
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| मुक्त ऊर्जा एक थर्मोडायनामिक प्रणाली के लिए थर्मोडायनामिक कार्य करने के लिए उपलब्ध ऊर्जा की मात्रा है। | सिस्टम की एन्थैल्पी एक थर्मोडायनामिक मात्रा है जो किसी सिस्टम की कुल गर्मी सामग्री के बराबर होती है। |
| संकल्पना | |
| मुक्त ऊर्जा थर्मोडायनामिक कार्य करने के लिए उपलब्ध कुल ऊर्जा देती है। | एन्थैल्पी एक प्रणाली की कुल ऊर्जा देता है जिसे ऊष्मा में परिवर्तित किया जा सकता है। |
| रूपांतरण | |
| मुक्त ऊर्जा वह ऊर्जा देती है जिसे तंत्र के यांत्रिक कार्य में बदला जा सकता है। | एन्थैल्पी वह ऊर्जा देता है जिसे सिस्टम के गैर-यांत्रिक कार्य में परिवर्तित किया जा सकता है। |
सारांश - फ्री एनर्जी बनाम एंथैल्पी
एक थर्मोडायनामिक प्रणाली की मुक्त ऊर्जा और थैलीपी उस ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करती है जो एक प्रणाली में उपलब्ध है। मुक्त ऊर्जा और थैलीपी के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि मुक्त ऊर्जा थर्मोडायनामिक कार्य करने के लिए उपलब्ध कुल ऊर्जा देती है जबकि थैलेपी एक प्रणाली की कुल ऊर्जा देती है जिसे गर्मी में परिवर्तित किया जा सकता है।
