Що таке енергетична діаграма? (з прикладами)

A енергетичної діаграми це енергетичний графік, який ілюструє процес, який відбувається протягом реакції. Енергетичні діаграми також можуть бути визначені як візуалізація електронної конфігурації в орбіталях; кожне подання - електрон орбіти зі стрілкою.

Наприклад, на енергетичній діаграмі стрілки, що вказують у верхньому напрямку, представляють електрон з позитивним поворотом. У свою чергу, стрілки, спрямовані вниз, відповідають за представлення електрона з негативним спином.

Існує два типи енергетичних діаграм. Діаграми термодинамічної або органічної хімії, які показують кількість енергії, що генерується або витрачається протягом реакції; починаючи з елементів, реагують, переходячи через стан переходу, до продуктів.

І діаграми неорганічної хімії, які служать для демонстрації молекулярних орбіталей за рівнем енергії, яку мають атоми.

Типи енергетичних діаграм

Термодинамічні діаграми

Термодинамічні діаграми - це схеми, що використовуються для представлення термодинамічних станів матеріалу (як правило, рідини) і наслідків обробки цього матеріалу..

Наприклад, ентропійну діаграму температури можна використовувати для демонстрації поведінки рідини при її зміні через компресор.

Діаграма Sankey

Діаграми Sankey - це енергетичні діаграми, в яких товщина стрілок показано пропорційно кількості потоку. Приклад можна проілюструвати наступним чином:

Ця діаграма представляє весь потік первинної енергії заводу. Товщина смуг прямо пропорційна енергії виробництва, використання і втрат.

Основними джерелами енергії є газ, електроенергія та вугілля / нафта і представляють енерговитрати на ліву сторону діаграми.

Ви також можете переглядати витрати на енергію, матеріальний потік на регіональному або національному рівні, а також розбивку вартості товару або послуг.

Ці діаграми роблять візуальний акцент на великих переносах енергії або потоках в системі.

І вони дуже корисні, коли мова йде про знаходження домінуючих внесків у загальному потоці. Часто ці діаграми показують збережені величини в межах визначеної системи.

Діаграма P-V

Він використовується для опису змін, що відповідають вимірам обсягу і тиску в системі. Вони зазвичай використовуються в термодинаміці, фізіології серцево-судинної системи та респіраторної фізіології.

P-V діаграми спочатку називалися індикаторними діаграмами. Вони були розроблені у вісімнадцятому столітті як інструменти для розуміння ефективності парових машин.

Діаграма P-V показує зміну тиску Р по відношенню до обсягу V деякого процесу або процесів.

У термодинаміці ці процеси утворюють цикл, так що при завершенні циклу немає зміни стану системи; як, наприклад, в апараті, що повертається до свого тиску і початкового об'єму.

На малюнку показані характеристики типової діаграми P-V. Можна спостерігати ряд перелічених станів (від 1 до 4).

Шлях між кожним станом складається з деякого процесу (від А до D), який змінює тиск або обсяг системи (або обидва).

Діаграма T-S

Він використовується в термодинаміці для візуалізації змін температури і специфічної ентропії під час термодинамічного процесу або циклу.

Це дуже корисний і дуже поширений інструмент у цій галузі, особливо тому, що він допомагає візуалізувати передачу тепла під час процесу.

Для оборотних або ідеальних процесів, площа під кривою T-S процесу - це тепло, передане системі протягом цього процесу.

Ізотропний процес побудований у вигляді вертикальної лінії на діаграмі T-S, в той час як ізотермічний процес наноситься на горизонтальну лінію.

Цей приклад показує термодинамічний цикл, який відбувається при гарячій температурі резервуара Tc, і температурі холодної резервуара Tc. У оборотному процесі червона область Qc - це кількість енергії, що обмінюється між системою і холодним резервуаром.

Порожня зона W - це обсяг енергії, що обмінюється між системою і тим, що її оточує. Кількість тепла Qh, що обмінюється між гарячим депозитом, є сумою двох.

Якщо цикл рухається вправо, це означає, що це тепловий двигун, який випускає роботу. Якщо цикл рухається у зворотному напрямку, це тепловий насос, який отримує роботу і переміщує тепло Qh з холодного резервуара в гарячий резервуар.

Діаграми неорганічної хімії

Вони служать для того, щоб представити або окреслити молекулярні орбіталі, пов'язані з атомами та їх енергетичний рівень.

Етанова діаграма потенційної енергії

Різні конформації етану не будуть мати однакову енергію, оскільки вони мають різне електронне відштовхування між водородами.

При обертанні молекули, починаючи з змінної конформації, відстань між атомами водню конкретних метильних груп починає зменшуватися. Потенційна енергія цієї системи збільшуватиметься, поки вона не досягне затьмареної конформації

Різні типи енергії можуть бути представлені графічно серед різних конформацій. На схемі етану спостерігається, як затьмарені конформації є максимумами енергії; З іншого боку, заступники були б мінімальними.

У цій діаграмі потенційної енергії етану ми починаємо з затемненої конформації. Потім вони повертаються від 60 ° до 60 °, поки вони не пройдуть через 360 °.

Різні конформації можна класифікувати за енергією. Наприклад, альтернативні 1,3 і п'ять мають однакову енергію (0). З іншого боку, конформації 2,4 і 6 будуть мати більше енергії внаслідок затемнення водню

Список літератури

1. Схема об'єму тиску. Отримано з wikipedia.org
2. T-S діаграма. Отримано з wikipedia.org
3. Діаграма Sankey. Отримано з wikipedia.org
4. Діаграми потенційної енергії (2009). Відновлено з quimicaorganica.net