Perbedaan Kunci – Energi Bebas vs Entalpi
Energi bebas dan entalpi adalah dua istilah termodinamika yang digunakan untuk menjelaskan hubungan antara energi panas dan reaksi kimia yang terjadi dalam sistem termodinamika. Energi bebas atau energi bebas termodinamika adalah jumlah kerja yang dapat dilakukan oleh sistem termodinamika. Dengan kata lain, energi bebas adalah jumlah energi yang tersedia dalam sistem termodinamika untuk melakukan kerja termodinamika. Entalpi, di sisi lain, adalah kuantitas termodinamika yang mewakili kandungan energi total dalam sistem termodinamika. Perbedaan utama antara energi bebas dan entalpi adalah bahwa energi bebas memberikan energi total yang tersedia untuk melakukan pekerjaan termodinamika sedangkan entalpi memberikan energi total sistem termodinamika yang dapat diubah menjadi panas.
ISI
1. Ikhtisar dan Perbedaan Utama
2. Apa itu Energi Bebas
3. Apa itu Entalpi
4. Hubungan Antara Energi Bebas dan Entalpi
5. Perbandingan Berdampingan – Energi Bebas vs Entalpi dalam Bentuk Tabular
6. Ringkasan
Apa itu Energi Gratis?
Energi bebas adalah jumlah energi yang tersedia untuk sistem termodinamika untuk melakukan pekerjaan termodinamika. Energi bebas memiliki dimensi energi. Nilai energi bebas dari sistem termodinamika ditentukan oleh keadaan sistem saat ini; bukan berdasarkan sejarahnya. Ada dua jenis utama energi bebas yang sering dibahas dalam termodinamika; energi bebas Helmholtz dan energi bebas Gibbs .
Energi Bebas Helmholtz
Energi bebas Helmholtz adalah energi yang tersedia dalam sistem termodinamika tertutup untuk melakukan kerja termodinamika pada suhu dan volume konstan. Oleh karena itu, nilai negatif energi Helmholtz menunjukkan kerja maksimum yang dapat dilakukan sistem termodinamika dengan mempertahankan volumenya konstan. Untuk menjaga agar volume tetap konstan, beberapa kerja termodinamika total dilakukan sebagai kerja batas (untuk menjaga batas sistem seperti apa adanya). Persamaan energi Helmholtz diberikan di bawah ini.
A = U – TS
Dimana A adalah energi bebas Helmholtz, U adalah energi internal, T adalah suhu, yang merupakan konstanta dan S adalah entropi sistem. Entropi adalah besaran termodinamika yang menunjukkan tidak tersedianya energi panas sistem untuk diubah menjadi kerja mekanis.
Gambar 01: Hermann von Helmholtz adalah orang pertama yang mengusulkan konsep energi bebas Helmholtz
Energi Bebas Gibbs:
Energi bebas Gibbs energi yang tersedia dalam sistem termodinamika tertutup untuk melakukan kerja termodinamika pada suhu dan tekanan konstan. Volume sistem dapat bervariasi. Energi bebas dilambangkan dengan G. Persamaan energi bebas Gibbs diberikan di bawah ini.
G = H – TS
Dalam persamaan di atas, G adalah energi bebas Gibbs, H adalah entalpi sistem, Y adalah suhu, yang merupakan konstanta dan S adalah entropi sistem.
Apa itu Entalpi?
Entalpi suatu sistem adalah besaran termodinamika yang ekuivalen dengan kandungan panas total suatu sistem. Ini sama dengan energi internal sistem ditambah produk tekanan dan volume. Oleh karena itu, ini adalah properti termodinamika suatu sistem. Persamaan entalpi diberikan di bawah ini.
H = U + PV
Dengan demikian, H adalah entalpi sistem, U adalah energi dalam sistem, P adalah tekanan dan V adalah volume. Entalpi suatu sistem adalah indikasi kapasitas sistem itu untuk melepaskan panas (untuk melakukan kerja non-mekanis). Entalpi dilambangkan dengan simbol H.
Menentukan entalpi suatu sistem memungkinkan kita untuk menunjukkan apakah suatu reaksi kimia eksoterm atau endoterm . Perubahan entalpi suatu sistem dapat digunakan untuk menentukan panas reaksi dan juga untuk memprediksi apakah suatu reaksi kimia berlangsung spontan atau tidak spontan.
Apa Hubungan Antara Energi Bebas dan Entalpi?
Energi bebas dan entalpi Gibbs dihubungkan melalui persamaan berikut.
G = H – TS
Dalam persamaan di atas, G adalah energi bebas Gibbs, H adalah entalpi sistem, Y adalah suhu, yang merupakan konstanta dan S adalah entropi sistem. Baik G dan H memiliki satuan pengukuran yang sama.
Apa Perbedaan Antara Energi Bebas dan Entalpi?
Energi Bebas vs Entalpi | |
| Energi bebas adalah jumlah energi yang tersedia untuk sistem termodinamika untuk melakukan pekerjaan termodinamika. | Entalpi suatu sistem adalah besaran termodinamika yang ekuivalen dengan kandungan panas total suatu sistem. |
| Konsep | |
| Energi bebas memberikan energi total yang tersedia untuk melakukan pekerjaan termodinamika. | Entalpi memberikan energi total suatu sistem yang dapat diubah menjadi panas. |
| Konversi | |
| Energi bebas memberikan energi yang dapat diubah menjadi kerja mekanis sistem. | Entalpi memberikan energi yang dapat diubah menjadi kerja non-mekanis sistem. |
Ringkasan – Energi Bebas vs Entalpi
Energi bebas dan entalpi suatu sistem termodinamika merupakan energi yang tersedia dalam suatu sistem. Perbedaan utama antara energi bebas dan entalpi adalah bahwa energi bebas memberikan energi total yang tersedia untuk melakukan pekerjaan termodinamika sedangkan entalpi memberikan energi total suatu sistem yang dapat diubah menjadi panas.
Referensi:
1. Redaktur Encyclopædia Britannica. "Energi bebas." Encyclopædia Britannica, Encyclopdia Britannica, inc., 5 Januari 2012. Tersedia di sini
2.Helmenstine, Anne Marie, D. “Apa itu Entalpi dalam Kimia dan Fisika?” ThoughtCo, 25 Januari 2018. Tersedia di sini
3. "Energi bebas Helmholtz." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17 Februari 2018. Tersedia di sini
4. "Energi Gibbs (Gratis)." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 12 Jan 2018. Tersedia di sini
Gambar Courtesy:
1.'Hermann von Helmholtz' (Domain Publik) melalui Commons Wikimedia
