Was ist ein Energiediagramm? (mit Beispielen)

A Energiediagramm es ist ein Energiediagramm, das den Prozess darstellt, der während einer Reaktion auftritt. Energiediagramme können auch als Visualisierung einer elektronischen Konfiguration in Orbitalen definiert werden; Jede Darstellung ist ein Elektron eines Orbitals mit einem Pfeil.

Zum Beispiel stellen in einem Energiediagramm die nach oben weisenden Pfeile ein Elektron mit einer positiven Windung dar. Die nach unten zeigenden Pfeile sind wiederum für die Darstellung eines Elektrons mit negativem Spin verantwortlich.

Es gibt zwei Arten von Energiediagrammen. Die Diagramme der thermodynamischen oder organischen Chemie, die die während einer Reaktion erzeugte oder verbrauchte Energie zeigen; ausgehend von den Elementen sind so reaktiv, durch einen Zustand des Übergangs, zu den Produkten.

Und die Diagramme der Anorganischen Chemie, die dazu dienen, die Molekülorbitale nach dem Energiegehalt der Atome zu zeigen.

Arten von Energiediagrammen

Thermodynamische Diagramme

Thermodynamische Diagramme sind Diagramme, die verwendet werden, um die thermodynamischen Zustände eines Materials (typischerweise Fluide) und die Konsequenzen der Handhabung dieses Materials darzustellen.

Zum Beispiel kann ein entropisches Temperaturdiagramm verwendet werden, um das Verhalten eines Fluids zu demonstrieren, wenn es sich durch einen Kompressor ändert.

Sankey-Diagramm

Sankey-Diagramme sind Energiediagramme, in denen die Dicke der Pfeile proportional zur Durchflussmenge dargestellt wird. Ein Beispiel kann wie folgt dargestellt werden:

Dieses Diagramm stellt den gesamten Primärenergiefluss einer Fabrik dar. Die Dicke der Bänder ist direkt proportional zur Energie der Produktion, Nutzung und Verluste.

Die primären Energiequellen sind Gas, Strom und Kohle / Öl und stellen den Energieeintrag auf der linken Seite des Diagramms dar.

Sie können auch die Energiekosten, den Materialfluss auf regionaler oder nationaler Ebene und die Aufschlüsselung der Kosten eines Artikels oder einer Dienstleistung anzeigen.

Diese Diagramme betonen optisch große Energietransfers oder Flüsse innerhalb eines Systems.

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

Diagramm P-V

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 Atmungsphysiologie verwendet.

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

Ein P-V-Diagramm zeigt die Änderung des Drucks P in Bezug auf das Volumen von V eines oder mehrerer Prozesse.

In der Thermodynamik bilden diese Prozesse einen Zyklus, so dass nach Beendigung des Zyklus der Zustand des Systems nicht verändert wird; wie zum Beispiel in einer Vorrichtung, die zu ihrem anfänglichen Druck und Volumen zurückkehrt.

Die Abbildung zeigt die Eigenschaften eines typischen P-V-Diagramms. Eine Reihe von aufgezählten Zuständen (von 1 bis 4) kann beobachtet werden.

Der Pfad zwischen jedem Zustand besteht aus einem Prozess (A bis D), der den Druck oder das Volumen des Systems (oder beides) verändert.

Diagramm T-S

Es wird in der Thermodynamik verwendet, um Änderungen der Temperatur und der spezifischen Entropie während eines thermodynamischen Prozesses oder Zyklus zu visualisieren.

Es ist sehr nützlich und ein sehr gebräuchliches Werkzeug in diesem Bereich, insbesondere weil es hilft, den Wärmetransfer während eines Prozesses zu visualisieren.

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

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

Dieses Beispiel zeigt einen thermodynamischen Zyklus, der bei einer heißen Reservoirtemperatur Tc und einer kalten Reservoirtemperatur Tc stattfindet. In einem reversiblen Prozess ist der rote Bereich Qc die Energiemenge, die zwischen dem System und dem kalten Reservoir ausgetauscht wird.

Die leere Fläche W ist die Menge an Energie, die zwischen dem System und seiner Umgebung ausgetauscht wird. Die Wärmemenge Qh, die zwischen dem heißen Tank ausgetauscht wird, ist die Summe der beiden.

Wenn sich der Zyklus nach rechts bewegt, bedeutet dies, dass es eine Wärmekraftmaschine ist, die Arbeit freisetzt. Wenn sich der Zyklus in die entgegengesetzte Richtung bewegt, ist es eine Wärmepumpe, die Arbeit empfängt und die Wärme Qh von dem kalten Reservoir zu dem heißen Reservoir bewegt.

Anorganische Chemie-Diagramme

Sie dienen dazu, die Molekülorbitale, die sich auf Atome und deren Energieniveau beziehen, darzustellen oder zu umreißen.

Ethan Potential Energiediagramm

Die unterschiedlichen Konformationen von Ethan haben nicht die gleiche Energie, da sie eine unterschiedliche elektronische Abstoßung zwischen den Wasserstoffatomen aufweisen.

Wenn das Molekül ausgehend von einer alternierenden Konformation rotiert wird, beginnt der Abstand zwischen den Wasserstoffatomen der speziellen Methylgruppen zu sinken.Die potentielle Energie dieses Systems wird zunehmen, bis es eine ekliptische Konformation erreicht

Die verschiedenen Arten von Energie können graphisch unter den verschiedenen Konformationen dargestellt werden. In dem Diagramm von Ethan wird beobachtet, wie die ekliptischen Konformationen das Maximum der Energie sind; Auf der anderen Seite wären die Alternativen das Minimum.

In diesem Ethan-Potential-Energiediagramm gehen wir von einer ekliptischen Konformation aus. Dann drehen sie sich von 60 ° auf 60 °, bis sie 360 ​​° durchlaufen.

Die verschiedenen Konformationen können nach der Energie klassifiziert werden. Zum Beispiel haben die Alternativen 1,3 und 5 die gleiche Energie (0). Auf der anderen Seite werden die Konformationen 2, 4 und 6 mehr Energie als Folge von Wasserstoffgasentlastung haben

Referenzen

1. Druck-Volumen-Diagramm. Von wikipedia.org abgerufen
2. T-S-Diagramm. Von wikipedia.org abgerufen
3. Sankey-Diagramm. Von wikipedia.org abgerufen
4. Potentielle Energiediagramme (2009). Wiederhergestellt von quimicaorganica.net