ЧТО ТАКОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ДИАГРАММА? (С ПРИМЕРАМИ) - НАУКА - 2025

Энергетическая диаграмма представляет собой энергетический график , который иллюстрирует процесс , который происходит на протяжении реакции. Энергетические диаграммы также можно определить как визуализацию электронной конфигурации на орбиталях; каждое представление - электрон с орбитали со стрелкой.

Например, на энергетической диаграмме стрелки, указывающие вверх, представляют электрон с положительным спином. В свою очередь, стрелки, указывающие вниз, отвечают за представление электрона с отрицательным спином.

Есть два типа энергетических диаграмм. Диаграммы термодинамики или органической химии, которые показывают количество энергии, генерируемой или израсходованной в ходе реакции; начиная с реактивных элементов, проходящих переходное состояние, к продуктам.

И диаграммы неорганической химии, которые служат для демонстрации молекулярных орбиталей в соответствии с энергетическим уровнем атомов.

Типы энергетических диаграмм

Термодинамические диаграммы

Термодинамические диаграммы - это диаграммы, используемые для представления термодинамических состояний вещества (обычно жидкостей) и последствий обращения с этим материалом.

Например, диаграмма энтропийной температуры может использоваться для демонстрации поведения жидкости при ее изменении в компрессоре.

Диаграмма Санки

Диаграммы Санки - это энергетические диаграммы, на которых толщина стрелок показана пропорционально величине потока. Пример можно проиллюстрировать следующим образом:

На этой диаграмме представлен весь первичный поток энергии на заводе. Толщина лент прямо пропорциональна энергии производства, использования и потерь.

Основными источниками энергии являются газ, электричество и уголь / нефть, и они отображают энергозатраты в левой части диаграммы.

Вы также можете просмотреть расходы на электроэнергию, поток материалов на региональном или национальном уровне и разбивку стоимости товара или услуг.

Эти диаграммы делают визуальный акцент на больших передачах или потоках энергии в системе.

И они очень полезны для определения доминирующих вкладов в общий поток. Эти диаграммы часто показывают сохраняемые количества в пределах определенной системы.

Диаграмма PV

Он используется для описания изменений, соответствующих измерениям объема и давления в системе. Они обычно используются в термодинамике, физиологии сердечно-сосудистой системы и физиологии дыхания.

Диаграммы PV изначально назывались индикаторными диаграммами. Они были разработаны в 18 веке как инструменты для понимания эффективности паровых двигателей.

Диаграмма PV показывает изменение давления P по отношению к объему V некоторого процесса или процессов.

В термодинамике эти процессы образуют цикл, так что, когда цикл завершается, состояние системы не меняется; как, например, в аппарате, который возвращается к исходному давлению и объему.

На рисунке показаны характеристики типовой фотоэлектрической диаграммы. Можно наблюдать серию пронумерованных состояний (от 1 до 4).

Путь между каждым состоянием состоит из некоторого процесса (от A до D), который изменяет давление или объем системы (ИЛИ оба).

Диаграмма TS

Он используется в термодинамике для визуализации изменений температуры и удельной энтропии во время термодинамического процесса или цикла.

Это очень полезный и очень распространенный инструмент в этой области, особенно потому, что он помогает визуализировать теплопередачу во время процесса.

Для обратимых или идеальных процессов площадь под кривой TS процесса представляет собой тепло, передаваемое системе во время этого процесса.

Изэнтропический процесс изображен в виде вертикальной линии на диаграмме TS, в то время как изотермический процесс изображен в виде горизонтальной линии.

В этом примере показан термодинамический цикл, который имеет место при температуре горячего резервуара Tc и температуре холодного резервуара Tc. В обратимом процессе красная область Qc представляет собой количество энергии, обмениваемой между системой и холодным резервуаром.

Пустая область W - это количество энергии, передаваемой между системой и ее окружением. Количество тепла Qh, передаваемое между горячими баками, складывается из двух.

Если цикл движется вправо, это означает, что работу выполняет тепловой двигатель. Если цикл движется в противоположном направлении, это тепловой насос, который получает работу и перемещает тепло Qh из холодного резервуара в горячий резервуар.

Диаграммы неорганической химии

Они служат для представления или схематизации молекулярных орбиталей, связанных с атомами и их энергетическим уровнем.

Диаграмма потенциальной энергии этана

Различные конформации этана не будут иметь одинаковую энергию, поскольку они имеют различное электронное отталкивание между атомами водорода.

Когда молекула вращается, начиная с уже изменяющейся конформации, расстояние между атомами водорода конкретных метильных групп начинает уменьшаться. Потенциальная энергия этой системы будет увеличиваться, пока не достигнет затменной конформации.

Различные типы энергии между различными конформациями могут быть представлены графически. На этановой диаграмме видно, как затменные конформации имеют максимальную энергию; с другой стороны, альтернативных будет минимум.

На этой диаграмме потенциальной энергии этан начинается с затменной конформации. Затем они поворачиваются с 60 ° на 60 °, пока не будут охвачены 360 °.

Различные формы можно классифицировать по энергии. Например, альтернативы 1,3 и 5 имеют одинаковую энергию (0). С другой стороны, конформации 2,4 и 6 будут иметь больше энергии в результате водородно-водородного затмения.

Ссылки

1. Диаграмма давление-объем. Восстановлено с wikipedia.org
2. Диаграмма TS. Восстановлено с wikipedia.org
3. Диаграмма Санки. Восстановлено с wikipedia.org
4. Диаграммы потенциальной энергии. (2009). Получено с quimicaorganica.net