MIKÄ ON ENERGIAKAAVIO? (ESIMERKKEINÄ) - TIEDE - 2026

Energia kaavio on energia kuvaaja, joka esittää prosessia, joka tapahtuu koko reaktion. Energiakaaviot voidaan määritellä myös elektronien konfiguraation visualisoimiseksi kiertoradalla; kukin esitys on elektroni orbitaalista nuolen kanssa.

Esimerkiksi energiakaaviossa ylöspäin osoittavat nuolet edustavat elektronia, jolla on positiivinen spin. Alaspäin osoittavat nuolet puolestaan ​​edustavat negatiivisen spinin omaavaa elektronia.

Energiakaavioita on kahta tyyppiä. Termodynaamisen tai orgaanisen kemian kaaviot, jotka osoittavat reaktion aikana syntyneen tai kuluneen energian määrän; alkaen elementeistä, jotka ovat reaktiivisia, siirtymävaiheen läpi tuotteisiin.

Ja epäorgaanisen kemian kaaviot, joiden tarkoituksena on osoittaa molekyyliorbitaalit atomien energiatason mukaan.

Energiakaavioiden tyypit

Termodynaamiset kaaviot

Termodynaamiset kaaviot ovat kaavioita, joita käytetään esittämään aineen (tyypillisesti nesteiden) termodynaamisia tiloja ja tämän materiaalin käsittelyn seurauksia.

Esimerkiksi entrooppista lämpötilakaaviota voidaan käyttää osoittamaan nesteen käyttäytymistä, kun se muuttuu kompressorin läpi.

Sankey-kaavio

Sankey-kaaviot ovat energiakaavioita, joissa nuolien paksuus esitetään suhteessa virtauksen määrään. Esimerkki voidaan havainnollistaa seuraavasti:

Tämä kaavio edustaa koko primääristä energiavirtaa tehtaalla. Hihnojen paksuus on suoraan verrannollinen tuotannon, käytön ja häviöiden energiaan.

Ensisijaiset energialähteet ovat kaasu, sähkö ja hiili / öljy ja ne edustavat kaavion vasemmalla puolella olevaa energiankulutusta.

Voit myös tarkastella energiakustannuksia, materiaalivirtoja alueellisella tai kansallisella tasolla ja tuotteen tai palvelun kustannusten erittelyä.

Nämä kaaviot korostavat visuaalisesti suuria energiansiirtoja tai virtauksia järjestelmän sisällä.

Ja ne ovat erittäin hyödyllisiä paikallistamalla hallitsevat vaikutukset yleisessä virtauksessa. Nämä kaaviot esittävät usein konservoituneita määriä määritellyn järjestelmän rajoissa.

PV-kaavio

Sitä käytetään kuvaamaan muutoksia, jotka vastaavat järjestelmän tilavuus- ja painemittauksia. Niitä käytetään yleisesti termodynaamisessa, sydän- ja verisuonifysiologiassa ja hengitysfysiologiassa.

PV-kaavioita kutsuttiin alun perin indikaattorikaavioiksi. Ne kehitettiin 1800-luvulla välineinä ymmärtää höyrykoneiden tehokkuutta.

PV-kaavio näyttää paineen P muutoksen suhteessa jonkin prosessin tai prosessien V tilavuuteen.

Termodynaamisessa nämä prosessit muodostavat syklin, joten kun sykli on valmis, järjestelmän tilassa ei tapahdu muutoksia; kuten esimerkiksi laitteessa, joka palaa alkuperäiseen paineeseensa ja tilavuuteensa.

Kuvio näyttää tyypillisen PV-kaavion ominaisuudet. Sarja numeroituja tiloja (1-4) voidaan havaita.

Reitti kunkin tilan välillä koostuu jostakin prosessista (A - D), joka muuttaa järjestelmän paineen tai tilavuuden (tai molemmat).

TS-kaavio

Sitä käytetään termodynamiikassa visualisoimaan lämpötilan ja spesifisen entropian muutokset termodynaamisen prosessin tai syklin aikana.

Se on erittäin hyödyllinen ja erittäin yleinen työkalu alueella, etenkin koska se auttaa visualisoimaan lämmönsiirtoa prosessin aikana.

Käännettävissä tai ihanteellisissa prosesseissa prosessin TS-käyrän ala on lämpö, ​​joka siirretään järjestelmään prosessin aikana.

Isentrooppinen prosessi on piirretty pystysuorana viivanä TS-kaaviossa, kun taas isoterminen prosessi on piirretty vaakasuoraksi viivaksi.

Tämä esimerkki näyttää termodynaamisen syklin, joka tapahtuu kuuman säiliön lämpötilassa Tc ja kylmän säiliön lämpötilassa Tc. Palautuvassa prosessissa punainen alue Qc on järjestelmän ja kylmän säiliön välillä vaihtuneen energian määrä.

Tyhjä alue W on järjestelmän ja sen ympäristön välillä vaihdetun energian määrä. Kuuman säiliön välillä vaihdettu lämpömäärä Qh on näiden kahden summa.

Jos jakso liikkuu oikealle, se tarkoittaa, että lämpöä moottori vapauttaa. Jos sykli liikkuu vastakkaiseen suuntaan, se on lämpöpumppu, joka vastaanottaa työtä ja siirtää lämpöä Qh kylmästä säiliöstä kuumaan säiliöön.

Epäorgaanisen kemian kaaviot

Niiden tehtävänä on edustaa tai kaavama atomien ja niiden energiatason suhteen liittyviä molekyyliorbitaaleja.

Etaanin potentiaalienergiakaavio

Etaanin eri muodoilla ei tule olemaan samaa energiaa, koska niillä on erilainen elektroninen heijastus vetyjen välillä.

Kun molekyyli pyörii, jo muuttuvasta konformaatiosta lähtien, etäisyys vetyatomien välillä tiettyjen metyyliryhmien välillä alkaa pienentyä. Järjestelmän potentiaalinen energia kasvaa, kunnes se saavuttaa pimennetyn muodon

Eri energiamuodot eri muotojen välillä voidaan esittää graafisesti. Etaanikaaviossa havaitaan, kuinka pimennetyt muodonmuutokset ovat suurin energia; toisaalta varajäsenet olisivat vähimmäisvaatimukset.

Tässä potentiaalienergiakaaviossa etaani alkaa pimentyneestä konformaatiosta. Sitten ne kääntyvät 60 ° - 60 °, kunnes 360 ° on peitetty.

Eri muodonmuutos voidaan luokitella energian perusteella. Esimerkiksi vaihtoehtoisilla 1,3 ja viidellä on sama energia (0). Toisaalta konformaatioilla 2,4 ja 6 on enemmän energiaa vedyn ja vetypimennyksen seurauksena

Viitteet

1. Painetilavuuskaavio. Palautettu osoitteesta wikipedia.org
2. TS-kaavio. Palautettu osoitteesta wikipedia.org
3. Sankey-kaavio. Palautettu osoitteesta wikipedia.org
4. Potentiaalienergiakaaviot. (2009). Palautettu osoitteesta quimicaorganica.net