Energiediagramm

Energiediagramm, das die Abnahme der Aktivierungsenergie durch einen Katalysator zeigt. Quelle: Emma Ambrogi, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Was ist ein Energiediagramm?

A Energiediagramm Es handelt sich um eine Energiemarge, die den Prozess veranschaulicht, der während einer Reaktion auftritt. Energiediagramme werden auch als Visualisierung einer elektronischen Konfiguration in Orbitalen definiert: Jede Darstellung ist ein Elektron eines Orbitals mit einem Pfeil.

Zum Beispiel stellen die Pfeile in einem Energiediagramm in einer überlegenen Richtung ein Elektron mit einer positiven Wendung dar. Die Pfeile, die sich nach unten auszeigen.

Es gibt zwei Arten von Energiediagrammen. Die thermodynamischen oder organischen Chemiediagramme, die die Menge an Energie erzeugt oder entlang einer Reaktion ausgeben, da die Elemente als Reagenzien durch einen Übergangszustand zu den Produkten gefunden werden.

Und die anorganischen Chemiediagramme, die dazu dienen, molekulare Orbitale zu demonstrieren, abhängig von der Energie, die Atome haben.

Eigenschaften von Energiediagrammen

- Sie sind spezielle Diagramme, die Vorbereitung erfordern.

- Jede Darstellung, die in einem Diagramm erscheint, ist ein Elektron eines Orbitals mit einem Pfeil.

- Sie dienen dazu, verschiedene Energiezustände (Thermodynamik) der Materie zu messen, wie z. B. Volumen und Druck.

- Sie können im medizinischen Bereich verwendet werden, wie z. B. kardiovaskuläre Physiologie, Atemphysiologie oder thermodynamische Physiologie.

- Sie bilden Hilfe für die Messung der Energie, die durch ein Element erzeugt wird, und haben daher die Anwendung in der Quantenmechanik, da sie atomare Energieniveaus zeigen.

Arten von Energiediagrammen

Thermodynamische Diagramme

Die thermodynamischen Diagramme werden verwendet, um die thermodynamischen Zustände einer Materie (typischerweise flüssig) und die Folgen der Manipulation dieses Materials darzustellen.

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Beispielsweise kann ein entropisches Temperaturdiagramm verwendet werden, um das Verhalten eines Fluids bei einem Kompressor zu demonstrieren.

Sankey -Diagramme sind Energiediagramme, in denen die Dicke der Pfeile proportional zur Menge des Flusses angezeigt wird. 

Dieses Diagramm repräsentiert den gesamten Primärergiefluss einer Fabrik. Die Dicke der Bänder ist direkt proportional zur Produktionsenergie, Verwendung und Verluste.

Primärergiequellen sind Gas, Strom und Kohle/Öl und stellen den Eintritt der Energie in die linke Seite des Diagramms dar.

Energiekosten, materieller Fluss auf regionaler oder nationaler Ebene und die Aufschlüsselung der Kosten eines Elements oder einer Dienstleistungen können ebenfalls sichtbar gemacht werden.

Diese Diagramme legen einen visuellen Wert auf große Energieübertragungen oder Flüsse innerhalb eines Systems.

Und sie sind sehr nützlich, wenn sie dominante Beiträge in einem allgemeinen Fluss lokalisieren. Oft zeigen diese Diagramme konservierte Mengen innerhalb der Grenzen eines definierten Systems.

P-V-Diagramm

Es wird verwendet, um Änderungen zu beschreiben, die den Volumen- und Druckmessungen im System entsprechen. Sie werden häufig in der Thermodynamik, der kardiovaskulären Physiologie und der Atemphysiologie eingesetzt.

P-V-Diagramme wurden ursprünglich Indikatoren bezeichnet. Sie wurden im 18. Jahrhundert als Werkzeuge entwickelt, um die Effizienz von Dampfmaschinen zu verstehen.

Ein P-V-Diagramm zeigt die Druckänderung P in Bezug auf das Volumen von V einiger Prozesse oder Prozesse.

In der Thermodynamik bilden diese Prozesse einen Zyklus, sodass sich der Zyklus in einem Apparat, der zu seinem anfänglichen Druck und Volumen zurückkehrt, keine Änderung im Zustand des Systems vorliegt.

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T-S-Diagramm

Es wird in der Thermodynamik verwendet, um spezifische Temperatur- und Entropieänderungen während eines thermodynamischen Prozesss oder Zyklus zu visualisieren.

Es ist sehr nützlich und ein sehr häufiges Werkzeug in diesem Bereich, insbesondere weil es bei der Visualisierung des Wärmeübertragers während eines Prozesses hilft.

Für reversible oder ideale Prozesse ist der Bereich unter der T-S-Kurve eines Prozesses die Wärme, die während dieses Prozesses an das System übertragen wird.

Ein isentropischer Prozess ist grafisch als vertikale Linie in einem T-S-Diagramm, während ein isothermischer Prozess als horizontale Linie grafisch ist.

Anorganische Chemie -Diagramme

Sie dienen dazu, molekulare Orbitale zu repräsentieren oder zu schematisieren, die mit Atomen und ihrem Energieniveau verbunden sind.

Potentialergiediagramm von ETA

Die unterschiedlichen Konformationen von Ethan haben nicht die gleiche Energie, da sie eine andere elektronische Abstoßung zwischen Wasserdingen haben.

Wenn sich das Molekül aus einer bereits abwechselnden Konformation auszieht, beginnt der Abstand zwischen den Wasserstoffatomen der jeweiligen Methylgruppen zu reduzieren. Die potentielle Energie dieses Systems erhöht sich, bis es eine in der Eclipsed Conformation erreicht hat.

Die verschiedenen Arten von Energie können zwischen verschiedenen Konformationen grafisch dargestellt werden. Im Ethandiagramm wird beobachtet. Andererseits wären die Alternativen das Minimum.

Beispiele für Energiediagramme

T-S-Diagramm

Ein T-S-Diagramm

P-V-Diagramm

P-V-Diagramm. Quelle: Joseasorrentino, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Es ist ein P-V-Diagramm des N-Butane.

ETAN -Diagramm

ETAN -Diagramm. Quelle: Kministi, Wikimedia Commons

Dieses Diagramm zeigt Newmans Projektionen der Konformationen von ETA und ihrer relativen Energieunterschiede (nicht Gesamtenergien). Wenn sich Ethane um eine seiner kovalenten Bindungen dreht, werden diese Konformationen gebildet. Der Torsions-/Dihederwinkel ist auf der x -Achse gezeigt.

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A: Escoado / B: Eclipsed

Verweise

1. T-S-Diagramm. Abgerufen von.Wikipedia.Org
2. Sankey Diagramm. Abgerufen von.Wikipedia.Org