Ce este o diagramă a energiei? (cu exemple)
O diagramă a energiei este un grafic energetic care ilustrează procesul care are loc în timpul unei reacții. Diagramele energetice pot fi de asemenea definite ca vizualizarea unei configurații electronice în orbitale; fiecare reprezentare este un electron al unei orbite cu o săgeată.
De exemplu, într-o diagramă energetică, săgețile care indică direcția superioară reprezintă un electron cu o întoarcere pozitivă. La rândul lor, săgețile îndreptate în jos, sunt responsabile pentru reprezentarea unui electron cu spin negativ.
Există două tipuri de diagrame energetice. Diagramele de chimie termodinamică sau organică, care arată cantitatea de energie generată sau consumată pe parcursul unei reacții; pornind de la elemente sunt reactive, trecând printr-o stare de tranziție, către produse.
Și diagramele chimiei anorganice, care servesc la demonstrarea orbitalelor moleculare în funcție de nivelul de energie pe care îl au atomii.
Tipuri de diagrame energetice
Diagrame termodinamice
Diagramele termodinamice sunt diagrame utilizate pentru a reprezenta stările termodinamice ale unui material (de regulă, fluide) și consecințele manipulării acestui material.
De exemplu, o diagramă de temperatură entropică poate fi utilizată pentru a demonstra comportamentul unui lichid pe măsură ce acesta se schimbă printr-un compresor.
Diagrama Sankey
Diagramele Sankey sunt diagrame energetice în care grosimea săgeților este prezentată proporțional cu cantitatea de flux. Un exemplu poate fi ilustrat după cum urmează:
Această diagramă reprezintă întregul flux de energie primară al unei fabrici. Grosimea benzilor este direct proporțională cu energia de producție, utilizare și pierderi.
Sursele primare de energie sunt gazul, electricitatea și cărbunele / uleiul și reprezintă energia introdusă în partea stângă a diagramei.
De asemenea, puteți vedea cheltuielile energetice, fluxul material la nivel regional sau național și defalcarea costului unui element sau servicii.
Aceste diagrame plasează un accent vizual asupra transferurilor mari de energie sau fluxurilor în cadrul unui sistem.
Și sunt foarte utile atunci când vine vorba de localizarea contribuțiilor dominante într-un flux general. Adesea, aceste diagrame prezintă cantități conservate în limitele unui sistem definit.
Diagrama PV
Se utilizează pentru a descrie modificările corespunzătoare măsurătorilor volumului și presiunii din sistem. Acestea sunt frecvent utilizate în termodinamică, fiziologia cardiovasculară și fiziologia respiratorie.
Diagramele PV au fost denumite inițial diagrame indicator. Acestea au fost dezvoltate în secolul al XVIII-lea ca instrumente pentru a înțelege eficiența motoarelor cu aburi.
O diagramă PV arată schimbarea presiunii P în raport cu volumul V al unui proces sau proces.
În termodinamică, aceste procese formează un ciclu, astfel încât atunci când ciclul este finalizat, nu se schimbă starea sistemului; ca de exemplu într-un aparat care revine la presiunea și volumul inițial.
Figura prezintă caracteristicile unei diagrame fotovoltaice tipice. O serie de stări enumerate (de la 1 la 4) pot fi observate.
Calea dintre fiecare stare constă într-un proces (A la D) care modifică presiunea sau volumul sistemului (sau ambele).
TS diagramă
Se utilizează în termodinamică pentru a vizualiza schimbările de temperatură și entropia specifică în timpul unui proces sau ciclu termodinamic.
Este foarte util și un instrument foarte comun în zonă, mai ales pentru că ajută la vizualizarea transferului de căldură în timpul unui proces.
Pentru procesele reversibile sau ideale, zona sub curba TS a unui proces este căldura transferată sistemului în timpul acelui proces.
Un proces izentropic este reprezentat grafic ca o linie verticală într-o diagramă TS, în timp ce un proces izotermic este reprezentat grafic ca o linie orizontală.
Acest exemplu prezintă un ciclu termodinamic care are loc la o temperatură a rezervorului la cald Tc și o temperatură a 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 energie schimbată între sistem și ceea ce îl înconjoară. Cantitatea de căldură Qh schimbată între rezervorul fierbinte este suma celor două.
Dacă ciclul se mișcă spre dreapta, înseamnă că acesta este un motor termic care eliberează munca. Dacă ciclul se deplasează în direcția opusă, este o pompă de căldură care primește lucrul și mută căldura Qh de la rezervorul rece la rezervorul fierbinte.
Scheme chimice anorganice
Ele servesc să reprezinte sau să contureze orbitele moleculare legate de atomi și nivelul lor de energie.
Diagrama energiei potențiale a etanului
Diferitele conformații ale etanului nu vor avea aceeași energie, deoarece au o repulsie electronică diferită între hidrogen.
Pe măsură ce molecula este rotită, plecând de la o conformație alternantă, distanța dintre atomii de hidrogen din grupările metil particulare începe să scadă. Energia potențială a acelui sistem va crește până când ajunge la o conformație eclipsată
Diferitele tipuri de energie pot fi reprezentate grafic între diferitele conformații. În diagrama etanului se observă modul în care conformațiile eclipsate sunt maximele de energie; Pe de altă parte, supleantele ar fi minime.
În această diagramă de energie potențială a etanului, pornim de la o conformație eclipsată. Apoi se îndreaptă de la 60 ° la 60 ° până când trec 360 °.
Diferitele conformații pot fi clasificate în funcție de energie. De exemplu, alternanții 1, 3 și cinci au aceeași energie (0). Pe de altă parte, conformațiile 2, 4 și 6 vor avea mai multă energie ca urmare a eclipsei hidrogen-gaz
