Co je energetický diagram? (s příklady)

A energetické schéma je to energetický graf, který ilustruje proces, ke kterému dochází v průběhu reakce. Energetické diagramy mohou být také definovány jako vizualizace elektronické konfigurace v orbitálech; každá reprezentace je elektron orbitálu se šipkou.

Například v energetickém diagramu představují šipky, které směřují v nadřazeném směru, elektron s kladným obratem. Šipky směřující dolů jsou zodpovědné za reprezentaci elektronu s negativním spinem.

Existují dva typy energetických diagramů. Termodynamické nebo organické chemické diagramy, které ukazují množství energie vytvořené nebo strávené v průběhu reakce; Počínaje prvky jsou reaktivní, procházejí stavem přechodu, na produkty.

A diagramy anorganické chemie, které slouží k demonstraci molekulárních orbitálů podle úrovně energie, kterou atomy mají.

Typy energetických diagramů

Termodynamické diagramy

Termodynamické diagramy jsou diagramy používané k reprezentaci termodynamických stavů materiálu (typicky kapalin) a následků manipulace s tímto materiálem..

Například může být použit entropický teplotní diagram k prokázání chování tekutiny, jak se mění kompresorem.

Diagram Sankey

Sankeyovy diagramy jsou energetické diagramy, ve kterých je tloušťka šipek ukázána úměrně množství průtoku. Příklad lze ilustrovat následovně:

Tento diagram představuje celý primární tok energie továrny. Tloušťka pásů je přímo úměrná energii výroby, použití a ztrátám.

Primárními zdroji energie jsou plyn, elektřina a uhlí / ropa a představují vstup energie na levé straně diagramu.

Můžete si také prohlédnout náklady na energii, tok materiálu na regionální nebo národní úrovni a rozpis nákladů na položku nebo služby..

Tyto diagramy kladou vizuální důraz na velké přenosy energie nebo toky uvnitř systému.

A jsou velmi užitečné, pokud jde o lokalizaci dominantních příspěvků v obecném toku. Tyto diagramy často zobrazují zachovaná množství v mezích definovaného systému.

Schéma P-V

Používá se k popisu změn odpovídajících měření objemu a tlaku v systému. Běžně se používají v termodynamice, kardiovaskulární fyziologii a respirační fyziologii.

P-V diagramy byly původně nazývány indikátorové diagramy. Byly vyvinuty v osmnáctém století jako nástroje pro pochopení účinnosti parních strojů.

P-V diagram ukazuje změnu tlaku P s ohledem na objem V nějakého procesu nebo procesů.

V termodynamice, tyto procesy tvoří cyklus, tak že když cyklus je dokončen tam je žádná změna ve stavu systému; například v zařízení, které se vrací do svého tlaku a počátečního objemu.

Obrázek ukazuje charakteristiky typického P-V diagramu. Lze pozorovat řadu vyčíslených stavů (od 1 do 4).

Cesta mezi jednotlivými stavy se skládá z nějakého procesu (A až D), který mění tlak nebo objem systému (nebo obou).

Schéma T-S

Používá se v termodynamice k vizualizaci změn teploty a specifické entropie během termodynamického procesu nebo cyklu.

Je to velmi užitečný a velmi běžný nástroj v této oblasti, zejména proto, že pomáhá vizualizovat přenos tepla během procesu.

Pro reverzibilní nebo ideální procesy je oblast pod křivkou T-S procesu přenesena do systému během tohoto procesu.

Isentropní proces je vynesen jako vertikální linie v diagramu T-S, zatímco isotermální proces je vynesen jako vodorovná čára.

Tento příklad ukazuje termodynamický cyklus, který probíhá při teplotě Tc horké nádrže a teplotě Tc studené nádrže. V reverzibilním procesu je červená plocha Qc množství energie vyměněné mezi systémem a studeným zásobníkem.

Prázdná oblast W je množství energie vyměněné mezi systémem a tím, co ho obklopuje. Množství tepla Qh vyměněné mezi horkým ložiskem je součtem obou.

Pokud se cyklus pohybuje doprava, znamená to, že se jedná o tepelný motor, který uvolňuje práci. Pokud se cyklus pohybuje opačným směrem, je to tepelné čerpadlo, které přijímá práci a pohybuje teplom Qh ze studené nádrže do horké nádrže.

Diagramy anorganické chemie

Slouží k reprezentaci nebo načrtnutí molekulárních orbitálů souvisejících s atomy a jejich úrovní energie.

Energetický diagram etanového potenciálu

Různé konformace etanu nebudou mít stejnou energii, protože mají rozdílné elektronické odpuzování mezi vodíky.

Jak se molekula otáčí, počínaje střídavou konformací, vzdálenost mezi atomy vodíku jednotlivých methylových skupin začíná klesat. Potenciální energie tohoto systému se zvýší, dokud nedosáhne zákrytové konformace

Různé druhy energie mohou být graficky znázorněny mezi různými konformacemi. V diagramu ethane je pozorováno jak zatměněné konformace jsou maximum energie; Naopak náhradníci by byli minimální.

V tomto diagramu energie etanového potenciálu začneme z zákrytové konformace. Pak se otáčejí od 60 ° do 60 °, až projdou 360 °.

Různé konformace mohou být klasifikovány podle energie. Například alternativní 1,3 a pět mají stejnou energii (0). Na druhé straně, konformace 2,4 a 6 budou mít více energie v důsledku zatmění vodíku a plynu

Odkazy

1. Diagram objemového tlaku. Zdroj: wikipedia.org
2. T-S diagram. Zdroj: wikipedia.org
3. Diagram Sankey. Zdroj: wikipedia.org
4. Schémata potenciální energie (2009). Obnoveno z quimicaorganica.net