熱力学と反応速度論: 違いと比較

仕事の最も重要な分野の中で、熱力学と動力学は、あらゆる学位を取得するために重要です。 これらの XNUMX つの分野はより広い範囲を持ち、この学際的なアプローチに限定されません。

主要な取り組み

1. 熱力学はシステムのエネルギー変化と安定性に焦点を当て、動力学は化学反応の速度を扱います。
2. 熱力学は、反応が自発的か非自発的かを判断しますが、動力学は反応の進行速度を分析します。
3. 熱力学的計算には平衡定数とギブズ自由エネルギーが含まれますが、速度論的計算には速度定数と反応次数が含まれます。

熱力学 vs 動力学

熱力学は、熱、エネルギー、仕事の関係と、それらが静止時または平衡状態にある物理システムにどのように関係するかを研究するものです。 反応速度論は、化学反応の速度とそれに影響を与える要因を研究するものです。 温度、濃度、触媒などの要因。

熱力学は、反応の自発性の研究として定義されます。 予想されるので、当て推量の原則に基づいて動作します 運命 反応物のこの分野の焦点です。

分子だけでなく、他の物質も、この変換の対象と見なすことができます。 速度論は、反応の可能性よりも速度を扱います。

比較表

比較のパラメータ	熱力学	動力学
定義	それは、熱エネルギーと他の相互変換可能な形態との関係の研究です。	適切な力が加えられたときの制御された大気条件下での化学反応の動きの研究です。
主定理	熱力学は、ギブスの自由エネルギーとも呼ばれる自由エネルギー変化の概念によって主に特徴付けられます。	速度論は、反応が迅速に行われるように、反応物が最も近いエネルギー障壁を克服するために必要な活性化エネルギーに依存しています。
適用範囲	安定している場合にのみ適用されます。	移行段階の場合にのみ適用されます。
最も重要なパラメータ	特定の反応の駆動力は、熱力学の最も重要な決定要因です。	既存のエネルギー障壁の克服は、動力学の最も重要な側面であると考えられています。
解決した問題	反応の発生に関する問題を解決します。	想定される反応が発生する速度に関連する問題を解決します。

熱力学とは

熱力学は、反応が起こるかどうかなどの質問に答えます。 確率は、純粋な状態で熱力学の法則を使用して推測されます。

熱力学は、自由エネルギーの減少に依存しています。 一般に、自由エネルギーは正、負、負の XNUMX つの状態で存在できると考えられています。 ゼロ.

これは駆動力とも呼ばれ、最小活性化エネルギーを決定するために使用されます。 これらの用語の正確な推測により、化学反応における熱力学の本質は高くなります。

キネティクスとは？

反応物が目的の生成物に変換される時間は、速度論モデルを参照する際の主な論点です。 製品が最適な状態に置かれた後の最終段階や運命についての議論はありません。

速度論は速度の決定を扱いますが、前述の速度に影響を与えるために外力を使用することはできません。 この計算は、理論家が XNUMX つ以上の物質の反応性を分析するのに役立ち、研究作業をさらに強化します。

速度論では、変換の XNUMX つのモード間の時間差が必要です。 最終状態に到達するために、反応物が克服しなければならないエネルギー障壁があります。 平衡.

間の主な違い 熱力学と動力学

1. 熱力学の最も重要なパラメーターの XNUMX つは潜在的な駆動力ですが、速度論は主にエネルギー障壁を克服するのにかかる時間に焦点を当てています。
2. 熱力学の定理によって解決される主な問題には、特定の反応の発生または不発生が含まれます。 動力学は、相互に変換可能な XNUMX つのフェーズの間に経過した時間に重点を置いています。

参考文献

1. https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.90.055701
2. https://www.cambridge.org/core/journals/mrs-bulletin/article/thermodynamics-and-kinetics-of-bulk-metallic-glass/546246550826033673E52F0728A94052

最終更新日 : 13 年 2023 月 XNUMX 日