
【化】 thermochemical kinetics
ardent; caloric; craze; eager; fever; heat; hot; warm
【化】 heat
【醫】 calor; cauma; febris; fever; fievre; heat; hyperthermia; hyperthermy
phlegmasia; phlegmonosis; pyreto-; pyro-; therm-; thermo-
【化】 chemical kinetics
熱化學動力學(Thermochemical Kinetics)是物理化學的分支學科,結合熱力學與動力學原理,研究化學反應過程中能量變化與反應速率的定量關系。該領域主要關注兩個核心維度:
熱化學基礎
通過焓變(ΔH)、熵變(ΔS)和吉布斯自由能(ΔG)描述反應能量特征,其核心公式為: $$ ΔG = ΔH - TΔS $$ 該式揭示了反應自發性的熱力學判據,其中T為絕對溫度。
動力學機制
分析溫度、濃度、催化劑等因素對反應速率的影響,經典模型包括阿倫尼烏斯方程: $$ k = A e^{-frac{E_a}{RT}} $$ 式中k為速率常數,A為指前因子,Ea為活化能,R為氣體常數。
應用領域涵蓋能源開發(如燃料電池效率優化、材料合成(納米材料生長控制)、環境工程(污染物降解路徑模拟)等。在工業催化過程中,通過活化能測定可篩選高效催化劑,降低能耗達30%-50%。
權威參考文獻:
熱化學動力學是化學領域的一個交叉學科,結合了熱力學與動力學的核心原理,主要用于研究化學反應的能量變化與動态過程。以下是其核心要點:
熱化學動力學屬于物理化學分支,最早由美國學者本森(S.W. Benson)在1968年提出。它通過整合熱力學數據(如熵、生成熱)和動力學參數(如活化能、反應速率常數),分析反應在不同條件下的可行性、速率及機理。
熱力學與動力學的結合
應用領域
熱化學動力學中常用阿倫尼烏斯方程描述溫度對反應速率的影響:
$$
k = A cdot e^{-frac{E_a}{RT}}
$$
其中,$k$為速率常數,$A$為指前因子,$E_a$為活化能,$R$為氣體常數,$T$為溫度。
例如,水分解為氫氣和氧氣的反應(ΔG > 0),熱力學上難以自發,但通過電解(提供能量)可突破熱力學限制,此時動力學研究則需優化電極材料以加快反應速率。
如需更深入的技術細節,可參考熱化學動力學專著或化學動力學教材(如、5、7)。
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