- Soorten energiediagrammen
- Thermodynamische diagrammen
- PV-diagram
- TS-diagram
- Anorganische chemiediagrammen
- Potentieel energiediagram van ethaan
- Referenties
Een energiediagram is een energiegrafiek die het proces illustreert dat tijdens een reactie plaatsvindt. De energiediagrammen kunnen ook worden gedefinieerd als de visualisatie van een elektronenconfiguratie in orbitalen; elke voorstelling is een elektron uit een orbitaal met een pijl.
In een energiediagram vertegenwoordigen de pijlen die naar boven wijzen bijvoorbeeld een elektron met een positieve spin. Op hun beurt zijn de pijlen die naar beneden wijzen verantwoordelijk voor het weergeven van een elektron met een negatieve spin.
Er zijn twee soorten energiediagrammen. De diagrammen van thermodynamica of organische chemie, die de hoeveelheid opgewekte of verbruikte energie tijdens een reactie laten zien; uitgaande van de reactieve elementen, die door een overgangstoestand gaan, naar de producten.
En anorganische chemiediagrammen, die dienen om moleculaire orbitalen te demonstreren volgens het energieniveau van de atomen.
Soorten energiediagrammen
Thermodynamische diagrammen
Thermodynamische diagrammen zijn diagrammen die worden gebruikt om de thermodynamische toestanden van een materie (meestal vloeistoffen) en de gevolgen van het omgaan met dit materiaal weer te geven.
Een entropisch temperatuurdiagram kan bijvoorbeeld worden gebruikt om het gedrag van een vloeistof aan te tonen terwijl deze door een compressor verandert.
Sankey-diagram
Sankey-diagrammen zijn energiediagrammen waarin de dikte van de pijlen proportioneel wordt weergegeven met de hoeveelheid stroming. Een voorbeeld kan als volgt worden geïllustreerd:
Dit diagram geeft de volledige primaire energiestroom in een fabriek weer. De dikte van de banden is rechtevenredig met de energie van productie, gebruik en verliezen.
De belangrijkste energiebronnen zijn gas, elektriciteit en kolen / olie en geven de energie-input aan de linkerkant van het diagram weer.
U kunt ook de energiekosten, de materiaalstroom op regionaal of nationaal niveau en de uitsplitsing van de kosten van een artikel of services bekijken.
Deze diagrammen leggen een visuele nadruk op grote energieoverdrachten of -stromen binnen een systeem.
En ze zijn erg handig om dominante bijdragen in een algemene stroom te plaatsen. Deze diagrammen tonen vaak geconserveerde grootheden binnen de grenzen van een gedefinieerd systeem.
PV-diagram
Het wordt gebruikt om veranderingen te beschrijven die overeenkomen met de volume- en drukmetingen in het systeem. Ze worden vaak gebruikt in de thermodynamica, cardiovasculaire fysiologie en ademhalingsfysiologie.
PV-diagrammen werden oorspronkelijk indicatordiagrammen genoemd. Ze werden in de 18e eeuw ontwikkeld als hulpmiddelen om de efficiëntie van stoommachines te begrijpen.
Een PV-diagram toont de verandering in druk P ten opzichte van het volume V van sommige processen of processen.
In de thermodynamica vormen deze processen een cyclus, zodat wanneer de cyclus is voltooid er geen verandering in de toestand van het systeem optreedt; zoals bijvoorbeeld in een apparaat dat terugkeert naar zijn oorspronkelijke druk en volume.
De afbeelding toont de kenmerken van een typisch PV-diagram. Er kan een reeks genummerde toestanden (1 tot 4) worden waargenomen.
Het pad tussen elke toestand bestaat uit een proces (A tot D) dat de druk of het volume van het systeem verandert (OF beide).
TS-diagram
Het wordt gebruikt in de thermodynamica om de veranderingen in temperatuur en specifieke entropie tijdens een thermodynamisch proces of cyclus te visualiseren.
Het is erg handig en een veelgebruikt hulpmiddel in het gebied, vooral omdat het helpt om warmteoverdracht tijdens een proces te visualiseren.
Voor omkeerbare of ideale processen is het gebied onder de TS-curve van een proces de warmte die tijdens dat proces aan het systeem wordt overgedragen.
Een isentroop proces wordt als een verticale lijn op een TS-diagram weergegeven, terwijl een isotherm proces als een horizontale lijn wordt getekend.
Dit voorbeeld toont een thermodynamische cyclus die plaatsvindt bij een hete tanktemperatuur Tc en een koude tanktemperatuur Tc. In een omkeerbaar proces is het rode gebied Qc de hoeveelheid energie die wordt uitgewisseld tussen het systeem en het koude reservoir.
Het lege gebied W is de hoeveelheid energiewerk die wordt uitgewisseld tussen het systeem en zijn omgeving. De hoeveelheid warmte Qh die wordt uitgewisseld tussen de hete tank is de som van de twee.
Als de cyclus naar rechts beweegt, betekent dit dat het een warmtemotor is die werk vrijgeeft. Als de cyclus in de tegenovergestelde richting beweegt, is het een warmtepomp die werk krijgt en de warmte Qh van de koude tank naar de hete tank verplaatst.
Anorganische chemiediagrammen
Ze dienen om de moleculaire orbitalen met betrekking tot atomen en hun energieniveau weer te geven of te schematiseren.
Potentieel energiediagram van ethaan
De verschillende conformaties van ethaan zullen niet dezelfde energie hebben, omdat ze een verschillende elektronische afstoting hebben tussen waterstofatomen.
Terwijl het molecuul ronddraait, uitgaande van een reeds wisselende conformatie, begint de afstand tussen de waterstofatomen van de bepaalde methylgroepen af te nemen. De potentiële energie van dat systeem zal toenemen totdat het een verduisterde conformatie bereikt
De verschillende soorten energie tussen de verschillende conformaties kunnen grafisch worden weergegeven. In het ethaandiagram wordt waargenomen hoe de verduisterde conformaties de maximale energie zijn; aan de andere kant zouden de plaatsvervangers het minimum zijn.
In dit potentiële energiediagram vertrekt ethaan vanuit een verduisterde conformatie. Daarna draaien ze van 60 ° naar 60 ° totdat de 360 ° bedekt is.
De verschillende conformaties kunnen worden ingedeeld naar energie. Alternatieven 1, 3 en 5 hebben bijvoorbeeld dezelfde energie (0). Aan de andere kant zullen conformaties 2,4 en 6 meer energie hebben als gevolg van de waterstof-waterstof-eclips
Referenties
- Drukvolume diagram. Opgehaald van wikipedia.org
- TS-diagram. Opgehaald van wikipedia.org
- Sankey-diagram. Opgehaald van wikipedia.org
- Potentiële energiediagrammen. (2009). Opgehaald van quimicaorganica.net