Co to jest diagram energii? (z przykładami)

3675
Anthony Golden
Co to jest diagram energii? (z przykładami)

ZA schemat energetyczny to wykres energii, który ilustruje proces zachodzący w trakcie reakcji. Diagramy energetyczne można również zdefiniować jako wizualizację konfiguracji elektronów na orbitali; każda reprezentacja to elektron z orbity ze strzałką.

Na przykład na diagramie energii strzałki skierowane w górę reprezentują elektron o dodatnim spinie. Z kolei strzałki skierowane w dół odpowiadają za reprezentowanie elektronu o ujemnym spinie.

Istnieją dwa rodzaje diagramów energii. Diagramy termodynamiki lub chemii organicznej, które pokazują ilość energii wytworzonej lub wydatkowanej w trakcie reakcji; zaczynając od reaktywnych elementów, przechodząc przez stan przejściowy, do produktów.

Oraz diagramy chemii nieorganicznej, które służą do zademonstrowania orbitali molekularnych w zależności od poziomu energii atomów.

Rodzaje diagramów energetycznych

Diagramy termodynamiczne

Diagramy termodynamiczne to diagramy używane do reprezentowania stanów termodynamicznych materii (zazwyczaj płynów) i konsekwencji obchodzenia się z tym materiałem.

Na przykład, entropiczny diagram temperatury może być użyty do zademonstrowania zachowania płynu, gdy zmienia się on przez sprężarkę..

Diagram Sankeya

Diagramy Sankeya to diagramy energii, na których grubość strzałek jest pokazana proporcjonalnie do wielkości przepływu. Przykład można zilustrować następująco:

Ten diagram przedstawia cały pierwotny przepływ energii w fabryce. Grubość pasów jest wprost proporcjonalna do energii produkcji, użytkowania i strat.

Głównymi źródłami energii są gaz, elektryczność i węgiel / ropa i reprezentują one wkład energii po lewej stronie diagramu..

Można również wyświetlić wydatki na energię, przepływ materiałów na poziomie regionalnym lub krajowym oraz zestawienie kosztów towaru lub usług..

Diagramy te kładą wizualny nacisk na duże transfery energii lub przepływy w systemie..

Są też bardzo przydatne w lokalizowaniu dominujących elementów w ogólnym przepływie. Diagramy te często pokazują zachowane ilości w granicach określonego systemu..

Schemat P-V

Służy do opisu zmian odpowiadających pomiarom objętości i ciśnienia w układzie. Są powszechnie stosowane w termodynamice, fizjologii układu sercowo-naczyniowego i fizjologii układu oddechowego..

Diagramy P-V były pierwotnie nazywane diagramami wskaźnikowymi. Zostały opracowane w XVIII wieku jako narzędzia do zrozumienia wydajności maszyn parowych..

Wykres P-V przedstawia zmianę ciśnienia P w odniesieniu do objętości V w pewnym procesie lub procesach.

W termodynamice procesy te tworzą cykl, tak że po zakończeniu cyklu nie ma zmiany stanu układu; jak na przykład w urządzeniu, które powraca do swojego początkowego ciśnienia i objętości.

Rysunek przedstawia charakterystykę typowego wykresu P-V. Można zaobserwować szereg numerowanych stanów (od 1 do 4).

Ścieżka między każdym stanem składa się z pewnego procesu (od A do D), który zmienia ciśnienie lub objętość systemu (LUB oba).

Diagram T-S

Jest używany w termodynamice do wizualizacji zmian temperatury i określonej entropii podczas procesu lub cyklu termodynamicznego..

Jest to bardzo przydatne i bardzo powszechne narzędzie w tej dziedzinie, zwłaszcza, że ​​pomaga wizualizować wymianę ciepła podczas procesu..

W przypadku procesów odwracalnych lub idealnych, obszar pod krzywą T-S procesu to ciepło przekazywane do systemu podczas tego procesu..

Proces izentropowy jest przedstawiany jako pionowa linia na diagramie T-S, podczas gdy proces izotermiczny jest wykreślany jako linia pozioma..

Ten przykład pokazuje cykl termodynamiczny, który ma miejsce przy temperaturze Tc zbiornika gorącego i Tc w zbiorniku zimnym. W procesie odwracalnym czerwony obszar Qc to ilość energii wymienionej między systemem a zbiornikiem zimna.

Pusty obszar W to ilość pracy energii wymienianej między systemem a jego otoczeniem. Ilość ciepła Qh wymienionego między zbiornikiem ciepłym jest sumą tych dwóch.

Jeśli cykl przesuwa się w prawo, oznacza to, że to silnik cieplny wyzwala pracę. Jeśli cykl porusza się w przeciwnym kierunku, to pompa ciepła odbiera pracę i przenosi ciepło Qh z zimnego zbiornika do ciepłego zbiornika.

Diagramy chemii nieorganicznej

Służą do reprezentowania lub schematyzowania orbitali molekularnych związanych z atomami i ich poziomem energii.

Diagram energii potencjalnej etanu

Różne konformacje etanu nie będą miały takiej samej energii, ponieważ mają różne odpychanie elektroniczne między wodorami.

Gdy cząsteczka jest obracana, zaczynając od już przemienionej konformacji, odległość między atomami wodoru poszczególnych grup metylowych zaczyna się zmniejszać. Potencjalna energia tego systemu będzie rosła, aż osiągnie zaćmioną konformację.

Graficznie można przedstawić różne rodzaje energii między różnymi konformacjami. Na diagramie etanu można zaobserwować, jak zaćmione konformacje są maksymalną energią; z drugiej strony zastępcy byliby minimum.

Na tym diagramie energii potencjalnej etan zaczyna się od zaćmionej konformacji. Następnie wykonują skręty od 60 ° do 60 °, aż do pokrycia 360 °.

Różne konformacje można sklasyfikować według energii. Na przykład alternatywy 1, 3 i 5 mają tę samą energię (0). Z drugiej strony konformacje 2, 4 i 6 będą miały więcej energii w wyniku zaćmienia wodór-wodór

Bibliografia

  1. Wykres ciśnienia i objętości. Odzyskany z wikipedia.org
  2. Diagram T-S. Odzyskany z wikipedia.org
  3. Diagram Sankeya. Odzyskany z wikipedia.org
  4. Diagramy energii potencjalnej. (2009). Odzyskany z quimicaorganica.net

Jeszcze bez komentarzy