Η βασική διαφορά μεταξύ της ελεύθερης ενέργειας και της ενέργειας ενεργοποίησης είναι ότι η ελεύθερη ενέργεια είναι η ποσότητα ενέργειας που είναι διαθέσιμη για ένα θερμοδυναμικό σύστημα για να εκτελέσει θερμοδυναμικό έργο, ενώ η ενέργεια ενεργοποίησης μιας χημικής αντίδρασης είναι το ενεργειακό εμπόδιο που πρέπει να ξεπεραστεί σε προκειμένου να ληφθούν προϊόντα από την αντίδραση.
Η δωρεάν ενέργεια και η ενέργεια ενεργοποίησης είναι δύο διαφορετικοί όροι που έχουν επίσης διαφορετικές εφαρμογές. Ο όρος ελεύθερη ενέργεια χρησιμοποιείται για τα θερμοδυναμικά συστήματα στη φυσική χημεία, ενώ ο όρος ενέργεια ενεργοποίησης χρησιμοποιείται κυρίως για τις χημικές αντιδράσεις στη βιοχημεία.
Τι είναι η Ελεύθερη Ενέργεια;
Ελεύθερη ενέργεια είναι η ποσότητα ενέργειας που είναι διαθέσιμη για ένα θερμοδυναμικό σύστημα για την εκτέλεση θερμοδυναμικής εργασίας. Η ελεύθερη ενέργεια έχει τις διαστάσεις της ενέργειας. Η τιμή της ελεύθερης ενέργειας ενός θερμοδυναμικού συστήματος καθορίζεται από την παρούσα κατάσταση του συστήματος και όχι από την ιστορία του. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ελεύθερης ενέργειας που συζητούνται συχνά στη θερμοδυναμική: η ελεύθερη ενέργεια Helmholtz και η ελεύθερη ενέργεια Gibbs.
Η ελεύθερη ενέργεια Helmholtz είναι η ενέργεια που είναι διαθέσιμη σε ένα κλειστό θερμοδυναμικό σύστημα για την εκτέλεση θερμοδυναμικής εργασίας σε σταθερή θερμοκρασία και όγκο. Ως εκ τούτου, η αρνητική τιμή της ενέργειας Helmholtz δείχνει το μέγιστο έργο που μπορεί να εκτελέσει ένα θερμοδυναμικό σύστημα διατηρώντας τον όγκο του σταθερό. Προκειμένου να διατηρηθεί ο όγκος σταθερός, μέρος της συνολικής θερμοδυναμικής εργασίας γίνεται ως οριακό έργο (για να διατηρηθεί το όριο του συστήματος ως έχει).
Η ελεύθερη ενέργεια Gibbs είναι η ενέργεια που είναι διαθέσιμη σε ένα κλειστό, θερμοδυναμικό σύστημα για την εκτέλεση θερμοδυναμικής εργασίας σε σταθερή θερμοκρασία και πίεση. Ο όγκος του συστήματος μπορεί να ποικίλλει. Η ελεύθερη ενέργεια συμβολίζεται με G.
Τι είναι η Ενέργεια ενεργοποίησης;
Η ενέργεια ενεργοποίησης μιας χημικής αντίδρασης είναι το ενεργειακό εμπόδιο που πρέπει να ξεπεραστεί για να ληφθούν προϊόντα από την αντίδραση. Με άλλα λόγια, είναι η ελάχιστη ενέργεια που απαιτείται για να μετατραπεί ένα αντιδραστήριο σε προϊόν. Είναι πάντα απαραίτητο να παρέχεται ενέργεια ενεργοποίησης για να ξεκινήσει μια χημική αντίδραση.
Σημαίνουμε την ενέργεια ενεργοποίησης ως Ea ή AE. το μετράμε με τη μονάδα kJ/mol. Επιπλέον, η ενέργεια ενεργοποίησης θεωρείται ως η ελάχιστη ενέργεια που απαιτείται για να σχηματιστεί το ενδιάμεσο με την υψηλότερη δυναμική ενέργεια σε μια χημική αντίδραση. Ορισμένες χημικές αντιδράσεις έχουν αργή εξέλιξη και λαμβάνουν χώρα μέσω δύο ή περισσότερων σταδίων. Εδώ, σχηματίζονται ενδιάμεσα και στη συνέχεια αναδιατάσσονται για να σχηματίσουν το τελικό προϊόν. Έτσι, η ενέργεια που απαιτείται για την έναρξη αυτής της αντίδρασης είναι η ενέργεια που απαιτείται για να σχηματιστεί το ενδιάμεσο με την υψηλότερη δυναμική ενέργεια.
Επιπλέον, οι καταλύτες μπορούν να μειώσουν την ενέργεια ενεργοποίησης. Ως εκ τούτου, οι καταλύτες χρησιμοποιούνται συχνά για να ξεπεραστεί το ενεργειακό φράγμα και να αφήσει τη χημική αντίδραση να προχωρήσει. Τα ένζυμα είναι βιολογικοί καταλύτες που μπορούν να μειώσουν την ενέργεια ενεργοποίησης της αντίδρασης που λαμβάνει χώρα στους ιστούς.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της δωρεάν ενέργειας και της ενέργειας ενεργοποίησης;
Η δωρεάν ενέργεια και η ενέργεια ενεργοποίησης είναι δύο διαφορετικοί όροι που έχουν επίσης διαφορετικές εφαρμογές. Η βασική διαφορά μεταξύ της ελεύθερης ενέργειας και της ενέργειας ενεργοποίησης είναι ότι η ελεύθερη ενέργεια είναι η ποσότητα ενέργειας που είναι διαθέσιμη για ένα θερμοδυναμικό σύστημα για να εκτελέσει θερμοδυναμικό έργο, ενώ η ενέργεια ενεργοποίησης μιας χημικής αντίδρασης είναι το ενεργειακό εμπόδιο που πρέπει να ξεπεραστεί για να ληφθούν προϊόντα από η αντίδραση.
Ακολουθεί η περίληψη της διαφοράς μεταξύ της ελεύθερης ενέργειας και της ενέργειας ενεργοποίησης σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Δωρεάν ενέργεια έναντι ενέργειας ενεργοποίησης
Η δωρεάν ενέργεια και η ενέργεια ενεργοποίησης είναι δύο διαφορετικοί όροι που έχουν διαφορετικές εφαρμογές. Η βασική διαφορά μεταξύ της ελεύθερης ενέργειας και της ενέργειας ενεργοποίησης είναι ότι η ελεύθερη ενέργεια είναι η ποσότητα ενέργειας που είναι διαθέσιμη για ένα θερμοδυναμικό σύστημα για να εκτελέσει θερμοδυναμικό έργο, ενώ η ενέργεια ενεργοποίησης μιας χημικής αντίδρασης είναι το ενεργειακό εμπόδιο που πρέπει να ξεπεραστεί για να ληφθούν προϊόντα από η αντίδραση.
