Énergie libre
Définition
L'énergie libre thermodynamique est la quantité de travail qu'un système thermodynamique peut effectuer. Le concept est utile dans la thermodynamique des processus chimiques ou thermiques en ingénierie et en science. L'énergie libre est l'énergie interne d'un système, moins la quantité d'énergie qui ne peut pas être utilisée pour effectuer un travail. Cette énergie inutilisable est donnée par l'entropie d'un système multipliée par la température absolue du système.
L'énergie libre libérée par un alternateur :
L'énergie libre par alternateur est un concept d'énergie gratuite qui a attiré l'attention des gens ces dernières années.
Explications
Comme l'énergie interne, l'énergie libre est fonction de l'état thermodynamique. Voir une réaction exergonique et endergonique.
En thermochimie, une réaction endergonique (également appelée réaction défavorable ou non spontanée) est une réaction chimique dans laquelle l'augmentation de l'énergie libre est positive. Dans des conditions de température et de pression constantes, cela signifie que l'augmentation de l'énergie libre standard de Gibbs doit être positive : ΔG > 0.
Formulations
Il est possible de formuler plusieurs fonctions d'énergie libre à partir de critères de système. Les fonctions d'énergie libre sont transformées à partir de l'énergie interne de Legendre. Pour les processus thermodynamiques qui impliquent un système qui est à pression constante p et à température constante T, l'énergie libre de Gibbs est la plus utile car, en plus d'inclure tout changement d'entropie résultant de la chaleur, il en va de même pour le travail pd V nécessaires pour "laisser la place à des molécules supplémentaires" produites à la suite de divers processus (d'où son utilité pour les chimistes travaillant avec des solutions - phases, y compris des produits biochimiques).
L'énergie libre de Helmholtz a une importance théorique particulière car elle est proportionnelle au logarithme de la fonction de partition pour l'ensemble canonique en mécanique statistique (d'où son utilité pour les physiciens; et pour les chimistes et ingénieurs travaillant avec la phase gazeuse, qui ne souhaitent pas ignorer le travail p.V).
Le concept d'énergie libre de Helmholtz, historiquement développé, est d'abord défini par F = U - TS, où U est l'énergie interne, T est la température absolue et S est l'entropie. Sa variation est égale à la quantité de travail réversible exécuté sur un système en T constant ou pouvant être obtenu de ce dernier. D'où sa dénomination "contenu de travail".
Comme il ne fait référence à aucun montant impliqué dans l'exécution d'un travail (tel que p et V), la fonction de Helmholtz est tout à fait générale : sa diminution correspond à la quantité maximale de travail pouvant être effectuée par un système et peut augmenter au maximum. pour la quantité de travail effectué dans un système.
L'équation d'énergie libre de Gibbs est : G = H - TS, où H est l'enthalpie. (H = U + pV, où p est la pression et V le volume.)
Historiquement, ces termes ont été utilisés de manière incohérente. Dans le domaine de la physique, l'énergie libre fait souvent référence à l'énergie libre de Helmholtz, indiquée par la lettre A, tandis qu'en chimie, l'énergie libre désigne l'énergie libre de Gibbs.
Synonymes, antonymes
1 synonyme (sens proche) de "énergie libre" :
- énergie libre thermodynamique
0 antonyme (sens contraire).
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