熱力學與動力學
熱力學和動力學都是源於物理科學的科學原理,在科學領域帶來了許多進步,其應用已滲透到科學和工程的許多領域。在化學科學中,這兩個術語實際上是密切相關的。
更多關於熱力學的知識
“熱力學”這個名字本身就暗示了這個術語的含義,它可以被稱為與溫度有關的“熱”和與變化有關的“動力學”。因此,更寬鬆地說,它可以被認為是由於溫度而發生的變化。這些變化可能是物理和/或化學性質的。化學上發生的變化被稱為“化學反應”,這就產生了化學熱力學。
在更一般的參考文獻中,熱力學可以描述為與物體/狀態和過程相關的原理。通常所涉及的過程是能量轉移,它可以分為兩個不同的組,即熱和功。如果一種能量狀態變為另一種,我們說功就完成了。能量基本上就是做功的能力。如果一個系統的能量因溫差而改變,我們稱之為有熱流。
因此,熱力學主要與能量學有關,對這些變化的發生率沒有任何解釋。在化學科學領域,狀態/物體和過程所涉及的速率和能量學的區別是非常明顯的,在化學科學領域,熱力學只關心化學反應的能量學和平衡位置。
平衡的位置是反應物和產物都存在,所有物種的濃度都不會隨時間而變化,當反應在標準條件下進行時,它對特定的反應是特定的。熱力學可以預測一個反應肯定會發生,因為產物的能量小於反應物的能量。然而,在實踐中,人們可能需要動力學原理,使反應發生在一個可觀的速度。
更多關於動力學
動力學在化學科學領域中經常涉及。因此,它與化學反應發生的速度或達到化學平衡點的速度有關。各種參數與控制化學反應速率有關。
所涉及的分子必須以足夠的能量以正確的方向碰撞。任何滿足這一要求的條件都會增加化學反應的速率。發生任何化學反應都有一個能壘。這就是所謂的活化能。分子的能量應該大於這個能量,才能發生反應。提高溫度,向更高比例的分子提供大於活化能的能量,從而提高反應速率。增加表面積允許更多的碰撞,增加濃度可以增加反應分子的數量,從而提高反應速率。催化劑用於降低活化能壘,從而為反應的發生提供一條簡單的路線。
- 熱力學只關心從一種狀態到另一種狀態時的能量學和平衡位置;而動力學則與狀態間過程的速率有關。
- 在化學科學中,熱力學告訴我們反應發生的距離,而動力學告訴我們反應發生的速度。