Какво е енергийна диаграма? (с примери)

Енергийната диаграма е енергийна графика, която илюстрира процеса, който протича по време на реакцията. Енергийните диаграми могат също да бъдат определени като визуализация на електронна конфигурация в орбитали; всяко представяне е електрон на орбитална стрелка.

Например, в една енергийна диаграма стрелките, които сочат в по-висша посока, представляват електрон с положителен завой. На свой ред стрелките, насочени надолу, са отговорни за представянето на електрон с отрицателен завъртане.

Има два вида енергийни диаграми. Диаграмите на термодинамичната или органичната химия, които показват количеството на генерираната или изразходвана енергия по време на реакцията; като се започне от елементите, те са реактивни, преминавайки през състояние на преход към продуктите.

И диаграмите на неорганичната химия, които служат за демонстриране на молекулярните орбитали според нивото на енергия, която имат атомите.

Видове енергийни диаграми

Термодинамични диаграми

Термодинамичните диаграми са диаграми, използвани за представяне на термодинамичните състояния на материала (обикновено течности) и последствията от боравенето с този материал.

Например, една ентропична диаграма на температурата може да се използва, за да се демонстрира поведението на флуида, когато той се променя през компресор.

Диаграма на Санки

Диаграмите на Санки са енергийни диаграми, в които дебелината на стрелките се показва пропорционално на количеството на потока. Пример може да бъде илюстриран както следва:

Тази диаграма представя целия първичен енергиен поток на една фабрика. Дебелината на лентите е пропорционална на енергията на производството, използването и загубите.

Основните източници на енергия са газ, електричество и въглища / петрол и представляват вложената енергия в лявата част на диаграмата.

Можете също да видите разходите за енергия, материалния поток на регионално или национално ниво, както и разбивка на цената на даден артикул или услуга.

Тези диаграми поставят визуален акцент върху големите енергийни трансфери или потоци в рамките на системата.

Те са много полезни, когато става въпрос за локализиране на доминиращи приноси в общия поток. Често тези диаграми показват запазени количества в рамките на определена система.

PV диаграма

Използва се за описание на промените, съответстващи на измерванията на обема и налягането в системата. Те обикновено се използват в термодинамиката, кардиоваскуларната физиология и дихателната физиология.

Първоначално PV диаграмите се наричат ​​индикаторни диаграми. Те са разработени през осемнадесети век като инструменти за разбиране на ефективността на парните машини.

PV диаграма показва промяната в налягането Р по отношение на обема на V на някакъв процес или процеси.

В термодинамиката тези процеси образуват цикъл, така че когато цикълът приключи, няма промяна в състоянието на системата; например в апарат, който се връща към първоначалното си налягане и обем.

Фигурата показва характеристиките на типична PV схема. Могат да се наблюдават редица изброени състояния (от 1 до 4).

Пътят между всяко състояние се състои от някакъв процес (от A до D), който променя налягането или обема на системата (или и двете).

TS диаграма

Той се използва в термодинамиката за визуализиране на промените в температурата и специфичната ентропия по време на термодинамичен процес или цикъл.

Той е много полезен и много често срещан инструмент в областта, особено защото помага да се визуализира преносът на топлина по време на процеса.

За обратими или идеални процеси, зоната под кривата TS на процеса е топлината, прехвърлена към системата по време на този процес.

Изтенропният процес се начертава като вертикална линия в TS диаграма, докато изотермичен процес се начертава като хоризонтална линия.

Този пример показва термодинамичен цикъл, който се провежда при температура на горещ резервоар Тс и температура на студено резервоар Тс. При обратим процес червената област Qc е количеството енергия, което се обменя между системата и студения резервоар.

Празната област W е количеството енергия, което се обменя между системата и това, което го заобикаля. Количеството топлина Qh, което се сменя между горещия резервоар, е сумата от двете.

Ако цикълът се движи надясно, това означава, че е топлинен двигател, който освобождава работата. Ако цикълът се движи в обратна посока, това е термопомпа, която получава работа и премества топлината Qh от студения резервоар до горещия резервоар.

Диаграми на неорганичната химия

Те служат за представяне или очертаване на молекулярните орбитали, свързани с атомите и тяхното енергийно ниво.

Диаграма на потенциала на етан

Различните форми на етан няма да имат същата енергия, тъй като имат различно електронно отблъскване между водородите.

Тъй като молекулата се върти, като се започне от променлива конформация, разстоянието между водородните атоми на отделните метилови групи започва да намалява. Потенциалната енергия на тази система ще се увеличи, докато не достигне затъмнена конформация

Различните видове енергия могат да бъдат представени графично между различните конформации. В диаграмата на етана се наблюдава как затъмнените конформации са максимумите на енергията; От друга страна, заместниците ще бъдат минималните.

В тази диаграма на етан потенциалната енергия започваме от затъмнена конформация. След това преминават от 60 ° на 60 °, докато преминат 360 °.

Различните конформации могат да се класифицират според енергията. Например, алтернативните 1, 3 и пет имат една и съща енергия (0). От друга страна, конформации 2, 4 и 6 ще имат повече енергия в резултат на затъмняване на водород-газ