Термодинамика против кинетики
И термодинамика, и кинетика являются научными принципами, которые берут свое начало в физических науках и привели к множеству достижений в научной области, а их приложения нашли применение во многих областях науки и техники. Эти два термина буквально идут рука об руку в химических науках и очень тесно связаны между собой.
Подробнее о термодинамике
Само название «термодинамика» предполагает значение термина, который можно обозначить как «термо», относящийся к температуре, и «динамику», относящуюся к изменению. Следовательно, в более широком смысле это можно рассматривать как изменения, происходящие из-за температуры. Эти изменения могут носить физический и/или химический характер. Изменения, которые происходят химически, называются «химическими реакциями», и это дало начало химической термодинамике.
В более общем смысле термодинамику можно описать как принцип, относящийся к телам/состояниям и процессам. Обычно речь идет о процессах передачи энергии, которые можно разделить на две отдельные группы; то есть тепло и работа. Если одно энергетическое состояние меняется на другое, мы говорим, что работа выполнена. Энергия – это, по сути, способность совершать работу. Если энергия системы изменяется в результате разницы температур, мы говорим, что произошел поток тепла.
Поэтому термодинамика в основном занимается энергетикой и не дает никакого объяснения скорости возникновения этих изменений. Это различие скоростей и энергий, участвующих в состояниях/телах и процессах, очень ясно проявляется в области химических наук, где термодинамика занимается только энергетикой и положением равновесия химической реакции.
Положение равновесия – это когда присутствуют как реагенты, так и продукты, а концентрации всех вовлеченных частиц остаются неизменными с течением времени, и оно характерно для конкретной реакции, когда реакция проводится в стандартных условиях. Термодинамика может предсказать, что реакция обязательно произойдет, потому что энергия продуктов меньше энергии реагентов. Однако на практике может понадобиться принцип кинетики, чтобы реакция происходила с заметной скоростью.
Подробнее о кинетике
Кинетика чаще вовлекается в область химических наук. Следовательно, это относится к тому, как быстро может произойти химическая реакция или как быстро достигается точка химического равновесия. Различные параметры связаны с контролем скорости химических реакций.
Участвующие молекулы должны сталкиваться с достаточной энергией и в правильной ориентации. Любое условие, отвечающее этому требованию, увеличивает скорость химической реакции. Для любой химической реакции существует энергетический барьер. Это известно как энергия активации. Энергия молекул должна быть больше этой энергии, чтобы произошла реакция. Повышение температуры увеличивает скорость реакции за счет передачи энергии, превышающей энергию активации, большей части молекул. Увеличение площади поверхности позволяет увеличить количество столкновений, а увеличение концентрации увеличивает количество реагирующих молекул, тем самым увеличивая скорость реакции. Катализаторы используются для снижения энергетического барьера активации и, таким образом, обеспечивают легкий путь для протекания реакции.
Термодинамика против кинетики
