แผนภาพพลังงานคืออะไร? (พร้อมตัวอย่าง) - วิทยาศาสตร์ - 2026

แผนภาพพลังงานเป็นพลังงานกราฟที่แสดงให้เห็นถึงกระบวนการที่เกิดขึ้นตลอดทั้งปฏิกิริยา แผนภาพพลังงานยังสามารถกำหนดให้เป็นภาพของโครงร่างอิเล็กตรอนในวงโคจร การแสดงแต่ละครั้งคืออิเล็กตรอนจากวงโคจรที่มีลูกศร

ตัวอย่างเช่นในแผนภาพพลังงานลูกศรที่ชี้ขึ้นแสดงถึงอิเล็กตรอนที่หมุนเป็นบวก ในทางกลับกันลูกศรที่ชี้ลงจะทำหน้าที่แทนอิเล็กตรอนที่มีการหมุนเชิงลบ

แผนภาพพลังงานมีสองประเภท แผนภาพของอุณหพลศาสตร์หรือเคมีอินทรีย์ซึ่งแสดงปริมาณพลังงานที่สร้างขึ้นหรือใช้ไปตลอดปฏิกิริยา เริ่มต้นจากองค์ประกอบที่กำลังทำปฏิกิริยาผ่านสถานะการเปลี่ยนแปลงไปยังผลิตภัณฑ์

และแผนภาพอนินทรีย์เคมีซึ่งทำหน้าที่แสดงออร์บิทัลของโมเลกุลตามระดับพลังงานของอะตอม

ประเภทของแผนภาพพลังงาน

แผนภาพอุณหพลศาสตร์

แผนภาพอุณหพลศาสตร์เป็นแผนภาพที่ใช้เพื่อแสดงสถานะทางอุณหพลศาสตร์ของสสาร (โดยทั่วไปคือของเหลว) และผลที่ตามมาจากการจัดการกับวัสดุนี้

ตัวอย่างเช่นแผนภาพอุณหภูมิเอนโทรปิกสามารถใช้เพื่อแสดงพฤติกรรมของของเหลวเมื่อมันเปลี่ยนแปลงผ่านคอมเพรสเซอร์

แผนภาพ Sankey

แผนภาพ Sankey เป็นแผนภาพพลังงานที่แสดงความหนาของลูกศรตามสัดส่วนของปริมาณการไหล ตัวอย่างสามารถแสดงได้ดังนี้:

แผนภาพนี้แสดงถึงการไหลของพลังงานหลักทั้งหมดในโรงงาน ความหนาของสายพานเป็นสัดส่วนโดยตรงกับพลังงานในการผลิตการใช้งานและการสูญเสีย

แหล่งพลังงานหลักคือก๊าซไฟฟ้าและถ่านหิน / น้ำมันและแสดงถึงการป้อนพลังงานทางด้านซ้ายของแผนภาพ

คุณยังสามารถดูค่าใช้จ่ายด้านพลังงานการไหลของวัสดุในระดับภูมิภาคหรือระดับประเทศและรายละเอียดต้นทุนของสินค้าหรือบริการ

แผนภาพเหล่านี้ให้ความสำคัญกับการถ่ายโอนพลังงานขนาดใหญ่หรือการไหลภายในระบบ

และมีประโยชน์มากในการค้นหาการมีส่วนร่วมที่โดดเด่นในโฟลว์ทั่วไป แผนภาพเหล่านี้มักแสดงปริมาณที่อนุรักษ์ไว้ภายในขอบเขตของระบบที่กำหนดไว้

แผนภาพ PV

ใช้เพื่ออธิบายการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกับการวัดปริมาตรและความดันในระบบ มักใช้ในอุณหพลศาสตร์สรีรวิทยาหัวใจและหลอดเลือดและสรีรวิทยาระบบทางเดินหายใจ

แผนภาพ PV เดิมเรียกว่าแผนภาพตัวบ่งชี้ ได้รับการพัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 18 เพื่อเป็นเครื่องมือในการทำความเข้าใจประสิทธิภาพของเครื่องจักรไอน้ำ

แผนภาพ PV แสดงการเปลี่ยนแปลงความดัน P เทียบกับปริมาตรของ V ของกระบวนการหรือกระบวนการบางอย่าง

ในอุณหพลศาสตร์กระบวนการเหล่านี้ก่อตัวเป็นวัฏจักรดังนั้นเมื่อวงจรเสร็จสมบูรณ์จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงสถานะของระบบ เช่นในเครื่องมือที่กลับสู่ความดันและปริมาตรเริ่มต้น

รูปแสดงลักษณะของแผนภาพ PV ทั่วไป สามารถสังเกตชุดของสถานะตัวเลข (1 ถึง 4) ได้

เส้นทางระหว่างแต่ละสถานะประกอบด้วยกระบวนการบางอย่าง (A ถึง D) ที่เปลี่ยนแปลงความดันหรือปริมาตรของระบบ (หรือทั้งสองอย่าง)

TS แผนภาพ

ใช้ในอุณหพลศาสตร์เพื่อแสดงภาพการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและเอนโทรปีเฉพาะในระหว่างกระบวนการหรือวัฏจักรทางอุณหพลศาสตร์

มันมีประโยชน์มากและเป็นเครื่องมือที่ใช้กันทั่วไปในพื้นที่โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันช่วยให้เห็นภาพการถ่ายเทความร้อนระหว่างกระบวนการ

สำหรับกระบวนการที่ย้อนกลับได้หรือในอุดมคติพื้นที่ใต้เส้นโค้ง TS ของกระบวนการคือความร้อนที่ถ่ายโอนไปยังระบบในระหว่างกระบวนการนั้น

กระบวนการไอเซนโทรปิกถูกสร้างกราฟเป็นเส้นแนวตั้งบนแผนภาพ TS ในขณะที่กระบวนการไอโซเทอร์มอลจะแสดงกราฟเป็นเส้นแนวนอน

ตัวอย่างนี้แสดงวัฏจักรอุณหพลศาสตร์ที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิถังร้อน Tc และอุณหภูมิถังเย็น Tc ในกระบวนการย้อนกลับได้พื้นที่สีแดง Qc คือปริมาณพลังงานที่แลกเปลี่ยนระหว่างระบบและอ่างเก็บน้ำเย็น

พื้นที่ว่าง W คือปริมาณงานพลังงานที่แลกเปลี่ยนระหว่างระบบและสภาพแวดล้อม ปริมาณความร้อน Qh ที่แลกเปลี่ยนระหว่างถังร้อนคือผลรวมของทั้งสอง

หากรอบเคลื่อนไปทางขวาหมายความว่าเป็นเครื่องยนต์ความร้อนที่ปล่อยงาน ถ้ารอบเดินไปในทิศทางตรงกันข้ามเป็นปั๊มความร้อนที่รับงานและเคลื่อนย้ายความร้อน Qh จากถังเย็นไปยังถังร้อน

แผนภาพอนินทรีย์เคมี

พวกมันทำหน้าที่เป็นตัวแทนหรือวางแผนผังของวงโคจรระดับโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับอะตอมและระดับพลังงานของมัน

แผนภาพพลังงานศักย์ของอีเทน

รูปแบบที่แตกต่างกันของอีเทนจะไม่มีพลังงานเท่ากันเนื่องจากมีแรงขับทางอิเล็กทรอนิกส์ที่แตกต่างกันระหว่างไฮโดรเจน

เมื่อโมเลกุลถูกหมุนโดยเริ่มจากโครงสร้างที่สลับกันอยู่แล้วระยะห่างระหว่างอะตอมของไฮโดรเจนของหมู่เมธิลจะเริ่มลดลง พลังงานศักย์ของระบบนั้นจะเพิ่มขึ้นจนกว่าจะถึงรูปแบบที่ถูกบดบัง

พลังงานประเภทต่างๆระหว่างรูปแบบต่างๆสามารถแสดงเป็นกราฟิกได้ ในแผนภาพอีเทนจะสังเกตได้ว่ารูปแบบที่บดบังเป็นพลังงานสูงสุดอย่างไร ในทางกลับกันทางเลือกจะเป็นขั้นต่ำ

ในแผนภาพพลังงานศักย์นี้อีเทนเริ่มต้นจากโครงสร้างที่ถูกบดบัง จากนั้นจะเปลี่ยนจาก 60 °เป็น 60 °จนกว่าจะครอบคลุม 360 °

ความสอดคล้องที่แตกต่างกันสามารถจำแนกได้ตามพลังงาน ตัวอย่างเช่นทางเลือกที่ 1,3 และ 5 มีพลังงานเท่ากัน (0) ในทางกลับกันรูปแบบ 2,4 และ 6 จะมีพลังงานมากขึ้นอันเป็นผลมาจากสุริยุปราคาไฮโดรเจน - ไฮโดรเจน

อ้างอิง

1. แผนภาพปริมาตรความดัน สืบค้นจาก wikipedia.org
2. TS แผนภาพ สืบค้นจาก wikipedia.org
3. แผนภาพ Sankey สืบค้นจาก wikipedia.org
4. แผนภาพพลังงานศักย์ (2009) กู้คืนจาก quimicaorganica.net