Diferencia entre Gibbs y Helmholtz Free Energy
Share
Diferencia principal - Gibbs vs Helmholtz Free Energy
Hay cuatro potenciales termodinámicos principales que se utilizan en la termodinámica de las reacciones químicas. Son energía interna, entalpía, energía libre de Helmholtz y energía libre de Gibbs. La energía interna es la energía asociada con el movimiento de las moléculas. La entalpía es el contenido total de calor del sistema. Helmholtz Free Energy es el "trabajo útil" que se puede obtener del sistema. La energía libre de Gibbs es el trabajo reversible máximo que se puede obtener de un sistema. Todos estos términos describen el comportamiento de un sistema particular. La principal diferencia entre la energía libre de Gibbs y Helmholtz es que La energía libre de Gibbs se define a presión constante, mientras que la energía libre de Helmholtz se define a volumen constante.
Áreas clave cubiertas
1. ¿Qué es Gibbs Free Energy?
- Definición, ecuación para cálculo y aplicaciones
2. ¿Qué es Helmholtz Free Energy?
- Definición, ecuación para cálculo y aplicaciones
3. ¿Cuál es la diferencia entre Gibbs y Helmholtz Free Energy?
- Comparación de diferencias clave
Términos clave: entalpía, energía libre de Gibbs, energía libre de Helmholtz, energía interna, potenciales termodinámicos 
¿Qué es Gibbs Free Energy?
La energía libre de Gibbs se puede definir como el trabajo reversible máximo que se puede obtener de un sistema en particular. Para calcular esta energía libre de Gibbs, el sistema debe estar a una temperatura y presión constantes. El símbolo G se da para la energía libre de Gibbs. La energía libre de Gibbs se puede usar para predecir si una reacción química es espontánea o no espontánea..
La energía libre de Gibbs se calcula a partir de la unidad J del SI (julios). La energía libre de Gibbs proporciona la cantidad máxima de trabajo realizado por un sistema cerrado en lugar de expandir el sistema. La energía real que se ajusta a esta definición se puede obtener cuando se considera el proceso reversible. La energía libre de Gibbs siempre se calcula como el cambio de energía. Esto se da como ΔG. Esto es igual a la diferencia entre la energía inicial y la energía final. La ecuación para la energía libre de Gibbs se puede dar de la siguiente manera.
Ecuación
G = U - TS + PV
Donde, G es la energía libre de Gibbs.,
U es la energía interna del sistema.,
T es la temperatura absoluta del sistema.,
V es el volumen final del sistema.,
P es la presión absoluta del sistema.,
S es la entropía final del sistema..
Pero, la entalpía del sistema es igual a la energía interna del sistema más el producto de presión y volumen. Entonces, la ecuación anterior puede ser modificada como abajo.
G = H - TS
o
ΔG = ΔH - TΔS
Si el valor de ΔG es un valor negativo, eso significa que la reacción es espontánea. Si el valor de ΔG es un valor positivo, entonces la reacción es no espontánea.
Figura 1: Una reacción exotérmica
Un ΔG negativo indica un valor ΔH negativo. Eso significa que la energía se libera a los alrededores. Se llama reacción exotérmica. Un ΔG positivo indica un valor de ΔH positivo. Es una reacción endotérmica..
¿Qué es Helmholtz Free Energy?
Helmholtz Free Energy se puede definir como el "trabajo útil" que se puede obtener mediante un sistema cerrado. Este término se define para una temperatura constante y un volumen constante. El concepto fue desarrollado por el científico alemán Hermann von Helmholtz. Este término se puede dar en la siguiente ecuación.
Ecuación
A = U - TS
Donde, A es la energía libre de Helmholtz.,
U es la energía interna.,
T es la temperatura absoluta,
S es la entropía final del sistema..
Para reacciones espontáneas, ΔA es negativo. Por lo tanto, cuando se considera una reacción química en un sistema, el cambio en la energía que está a temperatura y volumen constantes debe ser un valor negativo para que sea una reacción espontánea..
Diferencia entre Gibbs y Helmholtz Free Energy
Definición
Energía libre de Gibbs: La energía libre de Gibbs se puede definir como el trabajo reversible máximo que se puede obtener de un sistema en particular.
Helmholtz Free Energy: Helmholtz Free Energy se puede definir como el "trabajo útil" que se puede obtener mediante un sistema cerrado.
Parámetros constantes
Energía libre de Gibbs: La energía libre de Gibbs se calcula para sistemas a temperatura y presión constantes..
Helmholtz Free Energy: La energía libre de Helmholtz se calcula para sistemas a temperatura y volumen constantes..
Solicitud
Energía libre de Gibbs: La energía libre de Gibbs se usa a menudo ya que considera una condición de presión constante.
Helmholtz Free Energy: La energía libre de Helmholtz no se usa mucho porque se considera una condición de volumen constante.
Reacciones químicas
Energía libre de Gibbs: Las reacciones químicas son espontáneas cuando el cambio de energía libre de Gibbs es negativo.
Helmholtz Free Energy: Las reacciones químicas son espontáneas cuando el cambio de energía libre de Helmholtz es negativo.
Conclusión
La energía libre de Gibbs y la energía libre de Helmholtz son dos términos termodinámicos utilizados para describir el comportamiento de un sistema termodinámicamente. Ambos términos incluyen la energía interna del sistema. La principal diferencia entre la energía libre de Gibbs y Helmholtz es que la energía libre de Gibbs se define bajo presión constante, mientras que la energía libre de Helmholtz se define bajo volumen constante.
Referencias:
1. "Energía libre de Helmholtz". Energías libres de Helmholtz y Gibbs, disponibles aquí. Consultado el 25 de septiembre de 2017.
2. “Energía libre de Gibbs”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 12 de septiembre de 2017, disponible aquí. Consultado el 25 de septiembre de 2017.
3. “Energía libre de Helmholtz”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 12 de septiembre de 2017, disponible aquí. Consultado el 25 de septiembre de 2017.
Imagen de cortesía:
1. "ThermiteReaction" Por usuario: Nikthestunned (Wikipedia) - Trabajo propio - también en Flickr (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
