Ce este o diagramă energetică? (cu exemple)

2388
Simon Doyle
Ce este o diagramă energetică? (cu exemple)

A diagrama energetică este un grafic energetic care ilustrează procesul care are loc pe parcursul unei reacții. Diagramele energetice pot fi, de asemenea, definite ca vizualizarea unei configurații electronice pe orbitali; fiecare reprezentare este un electron dintr-un orbital cu o săgeată.

De exemplu, într-o diagramă energetică săgețile îndreptate în sus reprezintă un electron cu un spin pozitiv. La rândul lor, săgețile îndreptate în jos sunt responsabile pentru reprezentarea unui electron cu rotire negativă.

Există două tipuri de diagrame energetice. Diagramele de termodinamică sau chimie organică, care arată cantitatea de energie generată sau consumată pe parcursul unei reacții; începând de la elementele reactive, trecând printr-o stare de tranziție, la produse.

Și diagrame de chimie anorganică, care servesc la demonstrarea orbitalilor moleculari în funcție de nivelul de energie al atomilor.

Tipuri de diagrame energetice

Diagrame termodinamice

Diagramele termodinamice sunt diagrame utilizate pentru a reprezenta stările termodinamice ale unei materii (de obicei fluide) și consecințele manipulării acestui material..

De exemplu, o diagramă de temperatură entropică poate fi utilizată pentru a demonstra comportamentul unui fluid pe măsură ce se schimbă printr-un compresor..

Diagrama Sankey

Diagramele Sankey sunt diagrame energetice în care grosimea săgeților este prezentată proporțional cu cantitatea de curgere. Un exemplu poate fi ilustrat după cum urmează:

Această diagramă reprezintă întregul flux primar de energie dintr-o fabrică. Grosimea centurilor este direct proporțională cu energia de producție, utilizare și pierderi.

Sursele primare de energie sunt gazul, electricitatea și cărbunele / petrolul și reprezintă aportul de energie din partea stângă a diagramei..

De asemenea, puteți vizualiza cheltuielile cu energia, fluxul de materiale la nivel regional sau național și defalcarea costului unui articol sau servicii..

Aceste diagrame pun un accent vizual pe transferuri sau fluxuri mari de energie într-un sistem..

Și sunt foarte utile în localizarea contribuțiilor dominante într-un flux general. Aceste diagrame arată adesea cantități conservate în limitele unui sistem definit..

Diagrama P-V

Este folosit pentru a descrie modificările corespunzătoare măsurătorilor de volum și presiune din sistem. Sunt utilizate în mod obișnuit în termodinamică, fiziologie cardiovasculară și fiziologie respiratorie..

Diagramele P-V erau numite inițial diagrame indicatoare. Au fost dezvoltate în secolul al XVIII-lea ca instrumente pentru a înțelege eficiența motoarelor cu aburi..

O diagramă P-V arată schimbarea presiunii P în raport cu volumul de V al unui proces sau procese.

În termodinamică, aceste procese formează un ciclu, astfel încât, atunci când ciclul este finalizat, nu există nicio modificare a stării sistemului; ca de exemplu într-un aparat care revine la presiunea și volumul său inițial.

Figura prezintă caracteristicile unei diagrame tipice P-V. Se pot observa o serie de stări numerotate (de la 1 la 4).

Calea dintre fiecare stare constă dintr-un proces (de la A la D) care modifică presiunea sau volumul sistemului (SAU ambele).

Diagrama T-S

Este utilizat în termodinamică pentru a vizualiza modificările de temperatură și entropia specifică în timpul unui proces sau ciclu termodinamic..

Este foarte util și un instrument foarte comun în zonă, mai ales că ajută la vizualizarea transferului de căldură în timpul unui proces..

Pentru procese reversibile sau ideale, aria de sub curba T-S a unui proces este căldura transferată sistemului în timpul procesului respectiv..

Un proces izentropic este reprezentat ca o linie verticală pe o diagramă T-S, în timp ce un proces izotermic este reprezentat ca o linie orizontală..

Acest exemplu prezintă un ciclu termodinamic care are loc la temperatura rezervorului cald Tc și la temperatura rezervorului rece Tc. Într-un proces reversibil, zona roșie Qc este cantitatea de energie schimbată între sistem și rezervorul rece.

Zona goală W este cantitatea de muncă de energie schimbată între sistem și împrejurimi. Cantitatea de căldură Qh schimbată între rezervorul fierbinte este suma celor două.

Dacă ciclul se deplasează spre dreapta înseamnă că este un motor termic care eliberează muncă. Dacă ciclul se mișcă în direcția opusă, este o pompă de căldură care primește muncă și mută căldura Qh din rezervorul rece în rezervorul fierbinte.

Diagrame de chimie anorganică

Acestea servesc la reprezentarea sau schematizarea orbitalelor moleculare legate de atomi și de nivelul lor de energie.

Diagrama energiei potențiale a etanului

Diferitele conformații ale etanului nu vor avea aceeași energie, deoarece au o respingere electronică diferită între hidrogeni.

Pe măsură ce molecula este rotită, pornind de la o conformație deja eșalonată, distanța dintre atomii de hidrogen ai grupurilor metilice particulare începe să se micșoreze. Energia potențială a sistemului respectiv va crește până când va ajunge la o conformație eclipsată.

Diferitele tipuri de energie dintre diferitele conformații pot fi reprezentate grafic. În diagrama etanului se observă modul în care conformațiile eclipsate sunt energia maximă; pe de altă parte, supleanții ar fi minimul.

În această diagramă a energiei potențiale, etanul pleacă de la o conformație eclipsată. Apoi fac viraje de la 60 ° la 60 ° până când 360 ° sunt acoperite.

Diferitele conformații pot fi clasificate în funcție de energie. De exemplu, alternativele 1,3 și 5 au aceeași energie (0). Pe de altă parte, conformațiile 2,4 și 6 vor avea mai multă energie ca o consecință a eclipsei hidrogen-hidrogen

Referințe

  1. Diagrama volumului presiunii. Recuperat de pe wikipedia.org
  2. Diagrama T-S. Recuperat de pe wikipedia.org
  3. Diagrama Sankey. Recuperat de pe wikipedia.org
  4. Diagramele energiei potențiale. (2009). Recuperat de pe quimicaorganica.net

Nimeni nu a comentat acest articol încă.