Hvad er et energidiagram? (med eksempler)

5029
Simon Doyle
Hvad er et energidiagram? (med eksempler)

EN energidiagram er en energigraf, der illustrerer den proces, der opstår under en reaktion. Energidiagrammer kan også defineres som visualisering af en elektronkonfiguration i orbitaler; hver repræsentation er en elektron fra en orbital med en pil.

For eksempel repræsenterer pilene, der peger opad, i et energidiagram en elektron med et positivt spin. Til gengæld er pilene, der peger ned, ansvarlige for at repræsentere en elektron med negativ spin.

Der er to typer energidiagrammer. Diagrammerne for termodynamik eller organisk kemi, der viser mængden af ​​energi genereret eller brugt gennem en reaktion; startende fra elementerne, der er reaktive, gennemgår en overgangstilstand til produkterne.

Og uorganiske kemidiagrammer, der tjener til at demonstrere molekylære orbitaler i henhold til atomernes energiniveau.

Typer af energidiagrammer

Termodynamiske diagrammer

Termodynamiske diagrammer er diagrammer, der bruges til at repræsentere et stofs termodynamiske tilstande (typisk væsker) og konsekvenserne af håndtering af dette materiale.

For eksempel kan et entropisk temperaturdiagram bruges til at demonstrere en væskes opførsel, når den ændres gennem en kompressor..

Sankey-diagram

Sankey-diagrammer er energidiagrammer, hvor tykkelsen af ​​pilene vises proportionalt med strømningsmængden. Et eksempel kan illustreres som følger:

Dette diagram repræsenterer hele den primære strøm af energi på en fabrik. Bælternes tykkelse er direkte proportional med energien ved produktion, anvendelse og tab.

De primære energikilder er gas, elektricitet og kul / olie og repræsenterer energiindgangen på venstre side af diagrammet..

Du kan også se energiomkostninger, materialestrøm på regionalt eller nationalt niveau og fordelingen af ​​omkostningerne ved en vare eller tjenester..

Disse diagrammer lægger en visuel vægt på store energioverførsler eller strømme inden i et system..

Og de er meget nyttige til at finde dominerende bidrag i en generel strøm. Disse diagrammer viser ofte konserverede mængder inden for grænserne for et defineret system..

P-V-diagram

Det bruges til at beskrive ændringer, der svarer til volumen- og trykmålingerne i systemet. De bruges almindeligvis i termodynamik, kardiovaskulær fysiologi og respiratorisk fysiologi..

PV-diagrammer blev oprindeligt kaldt indikatordiagrammer. De blev udviklet i det 18. århundrede som værktøjer til at forstå effektiviteten af ​​dampmaskiner..

Et PV-diagram viser ændringen i tryk P med hensyn til volumen af ​​V for nogle processer eller processer.

I termodynamik danner disse processer en cyklus, så når cyklussen er afsluttet, er der ingen ændring i systemets tilstand; som for eksempel i et apparat, der vender tilbage til dets oprindelige tryk og volumen.

Figuren viser karakteristika for et typisk PV-diagram. En række nummererede tilstande (fra 1 til 4) kan observeres.

Stien mellem hver tilstand består af en eller anden proces (A til D), der ændrer systemets tryk eller volumen (ELLER begge).

T-S-diagram

Det bruges i termodynamik til at visualisere ændringer i temperatur og specifik entropi under en termodynamisk proces eller cyklus..

Det er meget nyttigt og et meget almindeligt værktøj i området, især da det hjælper med at visualisere varmeoverførsel under en proces..

For reversible eller ideelle processer er området under T-S-kurven for en proces den varme, der overføres til systemet under denne proces..

En isentropisk proces er tegnet som en lodret linje på et T-S-diagram, mens en isoterm proces er tegnet som en vandret linje..

Dette eksempel viser en termodynamisk cyklus, der finder sted ved en varm tank temperatur Tc og en kold tank temperatur Tc. I en reversibel proces er det røde område Qc den mængde energi, der udveksles mellem systemet og det kolde reservoir.

Det tomme område W er den mængde energi, der udveksles mellem systemet og dets omgivelser. Mængden af ​​varme Qh udvekslet mellem den varme tank er summen af ​​de to.

Hvis cyklussen bevæger sig til højre, betyder det, at det er en varmemotor, der frigiver arbejde. Hvis cyklussen bevæger sig i den modsatte retning, er det en varmepumpe, der modtager arbejde og flytter varmen Qh fra den kolde tank til den varme tank.

Uorganiske kemidiagrammer

De tjener til at repræsentere eller skematisere de molekylære orbitaler relateret til atomer og deres energiniveau.

Potentielt energidiagram over etan

De forskellige konformationer af etan vil ikke have den samme energi, da de har en anden elektronisk frastødning mellem hydrogener.

Når molekylet roteres, startende fra en allerede forskudt konformation, begynder afstanden mellem hydrogenatomerne i de bestemte methylgrupper at krympe. Systemets potentielle energi vil stige, indtil det når en formørket konformation.

De forskellige energityper mellem de forskellige konformationer kan gengives grafisk. I etandiagrammet observeres det, hvordan de formørkede konformationer er den maksimale energi; på den anden side ville suppleanterne være minimum.

I dette potentielle energidiagram starter etan fra en formørket konformation. Derefter drejer de fra 60 ° til 60 °, indtil 360 ° er dækket.

De forskellige konformationer kan klassificeres efter energi. F.eks. Har alternative 1,3 og 5 den samme energi (0). På den anden side vil konformationer 2,4 og 6 have mere energi som en konsekvens af hydrogen-brintformørkelsen

Referencer

  1. Tryk volumen diagram. Gendannet fra wikipedia.org
  2. T-S-diagram. Gendannet fra wikipedia.org
  3. Sankey-diagram. Gendannet fra wikipedia.org
  4. Potentielle energidiagrammer. (2009). Gendannet fra quimicaorganica.net

Endnu ingen kommentarer