عملية طاردة للطاقة

العملية الطاردة للطاقة هي عملية يحدث فيها تدفق موجب للطاقة من النظام إلى المحيط. وهذا على عكس العملية الماصة للطاقة . ^{[ 1 ]} تكون التفاعلات التي تتم عند ضغط ودرجة حرارة ثابتين طاردة للطاقة إذا وفقط إذا كان تغير طاقة غيبس الحرة سالبًا (∆G <  0  ). وكلمة "طاردة للطاقة" (من البادئة exo-، المشتقة من الكلمة اليونانية ἔξω exō ، بمعنى "خارجي"، واللاحقة -ergonic، المشتقة من الكلمة اليونانية ἔργον ergon ، بمعنى " شغل ") تعني "إطلاق الطاقة على شكل شغل". في الديناميكا الحرارية، يُعرَّف الشغل بأنه الطاقة المنتقلة من النظام (المنطقة الداخلية) إلى المحيط (المنطقة الخارجية) خلال عملية معينة.

تخضع جميع الأنظمة الفيزيائية والكيميائية في الكون للقانون الثاني للديناميكا الحرارية ، وتسير في اتجاه تنازلي، أي طارد للطاقة . وبالتالي، إذا تُرك أي نظام فيزيائي أو كيميائي دون تدخل، فإنه سيسير، وفقًا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية ، في اتجاه يميل إلى خفض الطاقة الحرة للنظام، وبالتالي استهلاك الطاقة على شكل شغل. تحدث هذه التفاعلات تلقائيًا.

يكون التفاعل الكيميائي طاردًا للطاقة أيضًا عندما يكون تلقائيًا. لذا، في هذا النوع من التفاعلات، تنخفض طاقة غيبس الحرة. وتُؤخذ الإنتروبيا في الحسبان عند أي تغيير في طاقة غيبس الحرة. وهذا يختلف عن التفاعل الطارد للحرارة أو التفاعل الماص للحرارة حيث لا تُؤخذ الإنتروبيا في الحسبان. تُحسب طاقة غيبس الحرة باستخدام معادلة غيبس-هيلمهولتز .

${\displaystyle \Delta G=\Delta HT\cdot \Delta S}$

أين:

T = درجة الحرارة بالكلفن (K)

ΔG = التغير في طاقة غيبس الحرة

ΔS = التغير في الإنتروبيا ( عند 298 كلفن) حيث ΔS = Σ { S ( النواتج ) } − Σ { S ( الكاشف ) }

ΔH = التغير في المحتوى الحراري (عند 298 كلفن) حيث ΔH = Σ { H ( الناتج) } − Σ { H (الكاشف) }

لا يحدث التفاعل الكيميائي تلقائيًا إلا عندما تنخفض طاقة غيبس الحرة، وفي هذه الحالة تكون قيمة ΔG سالبة. في التفاعلات الطاردة للطاقة تكون قيمة ΔG سالبة ، وفي التفاعلات الماصة للطاقة تكون قيمة ΔG موجبة .

${\displaystyle \Delta _{\mathrm {R} }G<0}$إكسيرجون

${\displaystyle \Delta _{\mathrm {R} }G>0}$إندرغون

أين:

${\displaystyle \Delta _{\mathrm {R} }G}$يساوي التغير في طاقة جيبس ​​الحرة بعد اكتمال التفاعل الكيميائي.