Różnica między termodynamiką a kinetyką

Termodynamika a kinetyka

Zarówno termodynamika, jak i kinetyka są zasadami naukowymi, które wywodzą się z nauk fizycznych i przyniosły tak wiele postępów w dziedzinie nauki, a ich zastosowania obejmują wiele dziedzin nauki i inżynierii. Te dwa terminy dosłownie idą w parze z naukami chemicznymi i są ze sobą ściśle powiązane.

Więcej o termodynamice

Sama nazwa „termodynamika” sugeruje znaczenie terminu, który można nazwać „termo” odnoszącym się do temperatury i „dynamiką” odnoszącą się do zmiany. Stąd bardziej luźno można to uznać za zmiany zachodzące z powodu temperatury. Zmiany te mogą mieć charakter fizyczny i / lub chemiczny. Zmiany zachodzące chemicznie nazywane są „reakcjami chemicznymi”, co doprowadziło do termodynamiki chemicznej.

Mówiąc bardziej ogólnie, termodynamikę można opisać jako zasadę związaną z ciałami / stanami i procesami. Zazwyczaj procesami tymi są transfery energii, które można podzielić na dwie odrębne grupy; tj. ciepło i praca. Jeśli jeden stan energetyczny zmieni się na inny, mówimy, że praca została wykonana. Energia to w zasadzie zdolność do pracy. Jeśli energia układu zmienia się w wyniku różnicy temperatur, mówimy, że nastąpił przepływ ciepła.

Dlatego termodynamika dotyczy głównie energetyki i nie daje żadnego wyjaśnienia na temat szybkości występowania tych zmian. To rozróżnienie szybkości i energii zaangażowanych w stany / ciała i procesy jest bardzo wyraźne w dziedzinie nauk chemicznych, w których termodynamika dotyczy wyłącznie energetyki i pozycji równowagi reakcji chemicznej.

Pozycja równowagi jest tam, gdzie obecne są zarówno reagenty, jak i produkty, a stężenia wszystkich zaangażowanych gatunków pozostają bez zmian w czasie, i jest specyficzne dla konkretnej reakcji, gdy reakcję prowadzi się w standardowych warunkach. Termodynamika może przewidywać, że reakcja na pewno zachodzi, ponieważ energia produktów jest mniejsza niż energii reagentów. Jednak w praktyce może być potrzebna zasada kinetyki, aby reakcja zachodziła w znacznym tempie.

Więcej o kinetyce

Kinetyka częściej związana jest z naukami chemicznymi. Dlatego odnosi się do tego, jak szybko może zajść reakcja chemiczna lub jak szybko osiąga się punkt równowagi chemicznej. Różne parametry związane są z kontrolą szybkości reakcji chemicznych.

Zaangażowane cząsteczki muszą zderzać się z wystarczającą energią i we właściwej orientacji. Każdy warunek, który spełnia ten wymóg, zwiększa szybkość reakcji chemicznej. Istnieje bariera energetyczna dla każdej reakcji chemicznej. Jest to znane jako energia aktywacji. Energia cząsteczek powinna być większa niż ta energia, aby mogła zajść reakcja. Zwiększenie temperatury zwiększa szybkość reakcji poprzez dostarczanie energii większej niż energia aktywacji do większej części cząsteczek. Zwiększenie pola powierzchni pozwala na więcej zderzeń, a zwiększenie stężenia zwiększa liczbę reagujących cząsteczek, zwiększając w ten sposób szybkość reakcji. Katalizatory stosuje się w celu obniżenia bariery energii aktywacji i tym samym zapewniają łatwą drogę do zajścia reakcji.

Termodynamika a kinetyka

• Termodynamika zajmuje się tylko energetyką i pozycją równowagi podczas przechodzenia z jednego stanu do drugiego; podczas gdy kinetyka dotyczy szybkości procesów między stanami.

• W naukach chemicznych termodynamika mówi nam, jak daleko zachodzi reakcja, ale kinetyka mówi nam, jak szybko zajdzie reakcja.