Kas ir enerģijas diagramma? (ar piemēriem)

A enerģijas diagramma tas ir enerģijas grafiks, kas ilustrē procesu, kas notiek visā reakcijā. Enerģijas diagrammas var definēt arī kā elektroniskās konfigurācijas vizualizāciju orbitālos; katrs attēlojums ir orbitāla elektrons ar bultiņu.

Piemēram, enerģētiskajā diagrammā bultiņas, kas norāda uz augstāko virzienu, pārstāv elektronu ar pozitīvu pagriezienu. Savukārt bultiņas, kas vērstas uz leju, ir atbildīgas par elektrona attēlošanu ar negatīvu spin.

Ir divu veidu enerģijas diagrammas. Termodinamiskās vai organiskās ķīmijas diagrammas, kas parāda reakcijas laikā saražotās vai izlietotās enerģijas daudzumu; sākot ar elementiem, ir reaktīvi, pārejot uz pārejas posmu, uz produktiem.

Un neorganiskās ķīmijas diagrammas, kas kalpo, lai demonstrētu molekulāras orbītas atbilstoši enerģijas līmenim, kas ir atomiem.

Enerģijas diagrammu veidi

Termodinamiskās diagrammas

Termodinamiskās diagrammas ir diagrammas, ko izmanto, lai attēlotu materiāla (parasti šķidrumu) termodinamiskos stāvokļus un šīs materiāla apstrādes sekas..

Piemēram, entropiskās temperatūras diagrammu var izmantot, lai parādītu šķidruma uzvedību, kad tā mainās caur kompresoru.

Sankey diagramma

Sankey diagrammas ir enerģijas diagrammas, kurās bultiņu biezums tiek parādīts proporcionāli plūsmas apjomam. Piemēru var ilustrēt šādi:

Šī diagramma attēlo visu rūpnīcas primārās enerģijas plūsmu. Joslu biezums ir tieši proporcionāls ražošanas, izmantošanas un zudumu enerģijai.

Galvenie enerģijas avoti ir gāze, elektrība un ogles / eļļa, un tie atspoguļo enerģijas ievadi diagrammas kreisajā pusē.

Jūs varat arī apskatīt enerģijas izmaksas, materiālu plūsmu reģionālā vai valsts līmenī, kā arī preces vai pakalpojumu izmaksu sadalījumu..

Šīs diagrammas vizuāli uzsver lielu enerģijas pārvades vai plūsmu sistēmu.

Un tie ir ļoti noderīgi, lai noteiktu dominējošās iemaksas vispārējā plūsmā. Bieži vien šajās diagrammās ir saglabāti konservēti daudzumi noteiktās sistēmas robežās.

P-V diagramma

To izmanto, lai aprakstītu izmaiņas, kas atbilst tilpuma un spiediena mērījumiem sistēmā. Tos parasti lieto termodinamikā, sirds un asinsvadu fizioloģijā un elpošanas fizioloģijā.

P-V diagrammas sākotnēji sauca par indikatoru diagrammām. Tie tika izstrādāti astoņpadsmitajā gadsimtā kā instrumenti tvaika dzinēju efektivitātes izpratnei.

P-V diagramma parāda spiediena P izmaiņas attiecībā uz kāda procesa vai procesu V tilpumu.

Termodinamikā šie procesi veido ciklu, lai cikla pabeigšanas brīdī sistēmas stāvoklis nemainītos; piemēram, aparātā, kas atgriežas pie spiediena un sākotnējā tilpuma.

Attēlā redzamas tipiskas P-V diagrammas īpašības. Var novērot virkni uzskaitīto valstu (no 1 līdz 4).

Ceļš starp katru valsti sastāv no kāda procesa (A līdz D), kas maina sistēmas spiedienu vai tilpumu (vai abus).

Diagramma T-S

To lieto termodinamikā, lai vizualizētu temperatūras un specifiskās entropijas izmaiņas termodinamiskā procesa vai cikla laikā.

Tas ir ļoti noderīgs un ļoti izplatīts rīks šajā jomā, jo īpaši tāpēc, ka tas palīdz vizualizēt siltuma pārnesi procesa laikā.

Attiecībā uz atgriezeniskiem vai ideāliem procesiem laukums zem procesa T-S līknes ir siltums, kas šajā procesā tiek nodots sistēmai.

Izentropisks process tiek attēlots kā vertikāla līnija T-S diagrammā, bet izotermisks process ir attēlots kā horizontāla līnija.

Šis piemērs parāda termodinamisko ciklu, kas notiek karstā rezervuāra temperatūrā Tc un aukstās tvertnes temperatūru Tc. Atgriezeniskā procesā sarkanā zona Qc ir enerģijas daudzums, ko apmainās starp sistēmu un auksto rezervuāru.

Tukšais laukums W ir enerģijas daudzums, ar kuru notiek apmaiņa starp sistēmu un to, kas to ieskauj. Siltuma Qh apmaiņa starp karsto depozītu ir abu summu summa.

Ja cikls pārvietojas pa labi, tas nozīmē, ka tas ir siltuma dzinējs, kas atbrīvo darbu. Ja cikls pārvietojas pretējā virzienā, tas ir siltumsūknis, kas saņem darbu un pārnes siltumu Qh no aukstuma rezervuāra uz karsto rezervuāru.

Neorganiskās ķīmijas diagrammas

Tie kalpo, lai attēlotu vai raksturotu molekulārās orbītas, kas saistītas ar atomiem un to enerģijas līmeni.

Etāna potenciālā enerģijas diagramma

Dažādām etāna konformācijām nebūs tādas pašas enerģijas, jo tām ir atšķirīga elektroniskā atbaidīšana starp ūdeņražiem.

Kad molekula tiek pagriezta, sākot ar mainīgu konformāciju, attālums starp konkrēto metilgrupu ūdeņraža atomiem sāk samazināties. Šīs sistēmas potenciālā enerģija palielināsies, līdz tā sasniegs aizsegtu konformāciju

Dažādu veidu enerģiju var attēlot grafiski starp dažādām konformācijām. Etāna diagrammā tiek novērots, kā aizēnotās konformācijas ir enerģijas maksimums; No otras puses, vietnieki būtu minimāli.

Šajā etāna potenciālā enerģijas diagrammā mēs sākam no aptumšotas konformācijas. Tad viņi pagriežas no 60 ° līdz 60 °, līdz tie iet cauri 360 °.

Dažādas konformācijas var klasificēt pēc enerģijas. Piemēram, 1,3 un pieciem aizstājējiem ir vienāda enerģija (0). No otras puses, ūdeņraža gāzes aizplūšanas rezultātā 2,4 un 6 konformācijām būs vairāk enerģijas

Atsauces

1. Spiediena tilpuma diagramma. Izgūti no wikipedia.org
2. T-S diagramma. Izgūti no wikipedia.org
3. Sankey diagramma. Izgūti no wikipedia.org
4. Iespējamās enerģijas diagrammas (2009). Atgūts no quimicaorganica.net