BIỂU ĐỒ NĂNG LƯỢNG LÀ GÌ? (CÓ VÍ DỤ) - KHOA HỌC - 2026

Một sơ đồ năng lượng là một năng lượng biểu đồ minh họa quá trình xảy ra trong suốt một phản ứng. Biểu đồ năng lượng cũng có thể được định nghĩa là sự hình dung cấu hình electron trong các obitan; mỗi biểu diễn là một electron từ một quỹ đạo có mũi tên.

Ví dụ, trong biểu đồ năng lượng, các mũi tên hướng lên trên biểu thị một điện tử có spin dương. Đổi lại, các mũi tên hướng xuống dưới có nhiệm vụ biểu diễn một điện tử có spin âm.

Có hai dạng biểu đồ năng lượng. Các sơ đồ nhiệt động lực học hoặc hóa học hữu cơ, cho biết lượng năng lượng được tạo ra hoặc tiêu hao trong suốt một phản ứng; bắt đầu từ các phần tử đang phản ứng, trải qua một trạng thái chuyển tiếp, đến các sản phẩm.

Và các sơ đồ hóa học vô cơ, dùng để chứng minh các obitan phân tử theo mức năng lượng của nguyên tử.

Các dạng biểu đồ năng lượng

Sơ đồ nhiệt động lực học

Biểu đồ nhiệt động lực học là biểu đồ được sử dụng để biểu diễn các trạng thái nhiệt động lực học của một vật chất (điển hình là chất lỏng) và hậu quả của việc xử lý vật liệu này.

Ví dụ, biểu đồ nhiệt độ entropi có thể được sử dụng để chứng minh hoạt động của chất lỏng khi nó thay đổi qua máy nén.

Sơ đồ Sankey

Biểu đồ Sankey là biểu đồ năng lượng trong đó độ dày của các mũi tên được hiển thị tỷ lệ thuận với lượng dòng chảy. Có thể minh họa một ví dụ như sau:

Biểu đồ này thể hiện toàn bộ dòng năng lượng sơ cấp trong một nhà máy. Độ dày của dây đai tỷ lệ thuận với năng lượng sản xuất, sử dụng và tổn thất.

Các nguồn năng lượng chính là khí đốt, điện và than đá / dầu mỏ và đại diện cho đầu vào năng lượng ở phía bên trái của biểu đồ.

Bạn cũng có thể xem chi phí năng lượng, dòng nguyên vật liệu ở cấp khu vực hoặc quốc gia và sự phân tích chi phí của một mặt hàng hoặc dịch vụ.

Những sơ đồ này nhấn mạnh trực quan vào sự truyền hoặc dòng năng lượng lớn trong một hệ thống.

Và chúng rất hữu ích trong việc xác định các đóng góp chi phối trong một dòng chảy chung. Các sơ đồ này thường chỉ ra các đại lượng bảo toàn trong giới hạn của một hệ thống xác định.

Sơ đồ PV

Nó được sử dụng để mô tả những thay đổi tương ứng với các phép đo thể tích và áp suất trong hệ thống. Chúng thường được sử dụng trong nhiệt động lực học, sinh lý tim mạch và sinh lý hô hấp.

Sơ đồ PV ban đầu được gọi là sơ đồ chỉ thị. Chúng được phát triển vào thế kỷ 18 như những công cụ để hiểu hiệu quả của động cơ hơi nước.

Biểu đồ PV cho thấy sự thay đổi của áp suất P đối với thể tích V của một số quá trình hoặc quá trình.

Trong nhiệt động lực học, các quá trình này tạo thành một chu trình, do đó khi chu trình hoàn thành không có sự thay đổi trạng thái của hệ; chẳng hạn như trong một thiết bị trở về áp suất và thể tích ban đầu.

Hình bên cho thấy các đặc điểm của một sơ đồ PV điển hình. Có thể quan sát một loạt trạng thái được đánh số (1 đến 4).

Đường dẫn giữa mỗi trạng thái bao gồm một số quá trình (A đến D) làm thay đổi áp suất hoặc thể tích của hệ thống (HOẶC cả hai).

Sơ đồ TS

Nó được sử dụng trong nhiệt động lực học để hình dung sự thay đổi của nhiệt độ và entropi cụ thể trong một quá trình hoặc chu trình nhiệt động lực học.

Nó rất hữu ích và là một công cụ rất phổ biến trong khu vực, đặc biệt vì nó giúp hình dung sự truyền nhiệt trong một quá trình.

Đối với các quá trình thuận nghịch hoặc lý tưởng, diện tích dưới đường cong TS của một quá trình là nhiệt truyền cho hệ trong quá trình đó.

Một quá trình đẳng hướng được vẽ dưới dạng một đường thẳng đứng trên biểu đồ TS, trong khi một quá trình đẳng nhiệt được vẽ dưới dạng một đường ngang.

Ví dụ này cho thấy một chu trình nhiệt động học diễn ra ở nhiệt độ bình nóng Tc và nhiệt độ bình lạnh Tc. Trong một quá trình thuận nghịch, vùng màu đỏ Qc là lượng năng lượng trao đổi giữa hệ thống và bình chứa lạnh.

Vùng trống W là lượng năng lượng trao đổi giữa hệ và môi trường xung quanh. Nhiệt lượng Qh trao đổi giữa bình nóng là tổng của hai.

Nếu chu trình chuyển động sang phải nghĩa là động cơ nhiệt giải phóng công. Nếu chu trình chuyển động ngược chiều thì bơm nhiệt nhận công và chuyển nhiệt lượng Qh từ bình lạnh sang bình nóng.

Sơ đồ hóa học vô cơ

Chúng dùng để biểu diễn hoặc toán học hóa các obitan phân tử liên quan đến nguyên tử và mức năng lượng của chúng.

Sơ đồ năng lượng tiềm năng của Ethane

Các cấu trúc khác nhau của etan sẽ không có cùng năng lượng vì chúng có lực đẩy điện tử khác nhau giữa các hydro.

Khi phân tử được quay, bắt đầu từ một cấu trúc đã xen kẽ, khoảng cách giữa các nguyên tử hydro của các nhóm metyl cụ thể bắt đầu giảm. Năng lượng tiềm năng của hệ thống đó sẽ tăng lên cho đến khi nó đạt đến một cấu trúc bị che khuất

Các dạng năng lượng khác nhau giữa các sự phù hợp khác nhau có thể được biểu diễn bằng đồ thị. Trong giản đồ etan, người ta quan sát thấy năng lượng tối đa của các hình dạng bị che khuất như thế nào; mặt khác, các thay thế sẽ là tối thiểu.

Trong biểu đồ năng lượng tiềm năng này, etan bắt đầu từ một dạng bị che khuất. Sau đó, chúng đang quay từ 60 ° đến 60 ° cho đến khi 360 ° được bao phủ.

Các sự phù hợp khác nhau có thể được phân loại theo năng lượng. Ví dụ, các thay thế 1,3 và năm có cùng năng lượng (0). Mặt khác, các cấu trúc 2,4 và 6 sẽ có nhiều năng lượng hơn do hiện tượng nhật thực hydro-hydro

Người giới thiệu

1. Biểu đồ thể tích áp suất. Khôi phục từ wikipedia.org
2. Sơ đồ TS. Khôi phục từ wikipedia.org
3. Sơ đồ Sankey. Khôi phục từ wikipedia.org
4. Các giản đồ thế năng. (2009). Phục hồi từ quimicaorganica.net