㈠ 化學動力學是什麼怎麼理解
化學動力學是研究化學反應速率(rate of reaction)和反應機理(mechanism of reaction)的化學分支學科。
主要是確定化學反應的速率以及溫度、壓力、催化劑、溶劑和光照等外界因素對反應速率的影響;通過化學動力學的研究,可以知道如何控制反應條件,提高主反應的速率,增加產品產量,抑制副反應的速率,減少原料消耗,減少副產物,提高純度,提高產品質量。化學動力學也研究如何避免危險品的爆炸、材料的腐蝕、產品的變質與老化等問題。所以化學動力學的研究有理論與實踐上的重大意義。
化學熱力學的核心理論有三個:所有的物質都具有能量,能量是守恆的,各種能量可以相互轉化;事物總是自發地趨向於平衡態;處於平衡態的物質系統可用幾個可觀測量描述。化學熱力學是建立在三個基本定律基礎上發展起來的。
熱力學所根據的基本規律就是熱力學第一定律、第二定律和第三定律,從這些定律出發,用數學方法加以演繹推論,就可得到描寫物質體系平衡的熱力學函數及函數間的相互關系,再結合必要的熱化學數據,解決化學變化、物理變化的方向和限度,這就是化學熱力學的基本內容和方法。
㈡ 化學反應進行的條件,從熱力學和動力學來講分別是什麼
熱力學:研究反應發生的可能性。主要研究問題:1、指定條件下,某一反應能否自發進行(反應方向,用吉布斯自由能描述);2、若反應能給自發進行,反應進行的程度(化學平衡,用平衡常數描述)
動力學:研究反應的速率(快慢)及其影響因素、反應機理,即反應的現實性。
所以說動力學和熱力學是相輔相成的,動力學的研究必須以熱力學研究的結果為前提,而熱力學只有與動力學結合才能全面解決化學反應的實際問題。
㈢ 化工熱力學的沿革
熱力學是物理學的一個組成部分,它是在蒸汽機發展的推動下,於19世紀中葉開始形成的。最初只涉及熱能與機械能之間的轉換,之後逐漸擴展到研究與熱現象有關的各種狀態變化和能量轉換的規律。在熱力學的基本定律中,熱力學第一定律表述能量守恆關系,熱力學第二定律從能量轉換的特點論證過程進行的方向。這兩個定律具有普遍性,在化學、生物學、機械工程、化學工程等領域得到了廣泛的應用。熱力學基本定律應用於化學領域,形成了化學熱力學,其主要內容有熱化學、相平衡和化學平衡的理論;熱力學基本定律應用於熱能動力裝置,如蒸汽動力裝置、內燃機、燃氣輪機、冷凍機等,形成了工程熱力學,其主要內容是研究工質的基本熱力學性質以及各種裝置的工作過程,探討提高能量轉換效率的途徑。化工熱力學是以化學熱力學和工程熱力學為基礎,在化學工業的發展中逐步形成的。化工生產的發展,出現了蒸餾、吸收、萃取、結晶、蒸發、乾燥等許多單元操作,以及各種不同類型的化學反應過程,生產的規模也愈來愈大,由此提出了一系列的研究課題。例如在傳質分離設備的設計中,要求提供多組分系統的溫度、壓力和各相組成間的相互關系的數學模型。一般化學熱力學很少涉及多組分系統,它不僅需要熱力學,還需要應用一些統計力學和經驗方法。在能量的有效利用方面,化工生產所涉及的工作介質比工程熱力學研究的工作介質(空氣、蒸汽、燃料氣等)要復雜得多,且能量的消耗常在生產費用中佔有很高比例,因此更需要研究能量的合理利用和低溫位能量的利用,並建立適合於化工過程的熱力學分析方法。1939年,美國麻省理工學院教授H.C.韋伯寫出了《化學工程師用熱力學》一書。1944年,美國耶魯大學教授 B.F.道奇寫出了名為《化工熱力學》的教科書。這樣,化工熱力學就逐步形成為一門學科。隨著化學工業規模的擴大,新過程的開發,以及大型電子計算機的應用,化工熱力學的研究有了較大的發展。世界各國化工熱力學專家在1977年舉行了首屆流體性質和相平衡的國際會議,1980和1983年分別舉行了第二屆和第三屆會議,還出版了期刊《流體相平衡》。化工熱力學已列為大學化學工程專業的必修課程。
㈣ 化學熱力學和化學動力學之間的區別和聯系
聯系:化學熱力學和化學動力學都屬於物理化學的一個分支。
區別:
一、研究對象不同
1、化學熱力學:主要研究物質系統在各種條件下的物理和化學變化中所伴隨著的能量變化。
2、化學動力學:研究對象是性質隨時間而變化的非平衡的動態體系。
二、作用不同
1、化學熱力學:對化學反應的方向和進行的程度做出准確的判斷。
2、化學動力學:通過化學動力學的研究,可以知道如何控制反應條件,提高主反應的速率,增加產品產量,抑制副反應的速率,減少原料消耗,減少副產物,提高純度,提高產品質量。
三、特點不同
1、化學熱力學:所有的物質都具有能量,能量是守恆的,各種能量可以相互轉化;事物總是自發地趨向於平衡態;處於平衡態的物質系統可用幾個可觀測量描述。化學熱力學是建立在三個基本定律基礎上發展起來的。
2、化學動力學:經典的化學動力學實驗方法不能制備單一量子態的反應物,也不能檢測由單次反應碰撞所產生的初生態產物。