1. 분자 운동 및 충돌 :
* 온도 증가, 운동 증가 : 열은 분자의 운동 에너지를 증가시키는 에너지를 제공합니다. 이것은 그들이 더 빨리 움직이고 더 자주 충돌한다는 것을 의미합니다.
* 보다 효과적인 충돌 : 운동 에너지가 높을수록 더 강력한 충돌이 발생합니다. 반응이 발생하기 위해서, 분자는 기존의 본드를 깨고 새로운 결합을 형성하기에 충분한 에너지와 충돌해야합니다. 에너지가 증가하면 이러한 효과적인 충돌 가능성이 높아집니다.
2. 활성화 에너지 및 반응 속도 :
* 활성화 에너지 장벽 : 모든 반응은 활성화 에너지 장벽, 반응이 진행되는데 필요한 최소 에너지량을 갖는다.
* 장벽을 극복하는 열 : 열은이 장벽을 극복하는 데 필요한 에너지를 제공합니다. 더 많은 분자는 반응하기에 충분한 에너지를 가지므로 반응 속도가 빠릅니다.
3. Arrhenius 방정식 :
이 방정식은 온도와 반응 속도 사이의 관계를 정량화합니다.
* k =a * exp (-ea/rt)
어디:
* k 속도가 상수입니다 (높음 k는 더 빠른 반응을 의미합니다)
* a 사전 지수 요인 (충돌 주파수와 관련하여)
* ea 활성화 에너지입니다
* r 이상적인 가스 상수입니다
* t 절대 온도 (켈빈)
방정식은 다음을 보여줍니다.
* 더 높은 온도, 높은 속도 상수 : 온도 (t)가 증가함에 따라 지수 항이 더 작아서 더 큰 속도 상수 (k)를 초래하므로 반응 속도가 빠릅니다.
* 더 작은 활성화 에너지, 높은 속도 상수 : 더 작은 활성화 에너지 (EA)는 지수 항이 더 작아서 더 큰 속도 상수 및 더 빠른 반응을 의미합니다.
예 :
* 요리 : 식품은 더 높은 온도에서 더 빨리 요리합니다.
* 폭발 : 폭발은 다량의 열이 빠르게 방출 될 때 발생하여 연소 반응 속도를 가속화합니다.
* 효소 : 효소는 활성화 에너지를 낮추어 반응을 가속화하는 생물학적 촉매이다. 온도는 각 효소에 대한 최적의 온도와 함께 효소 활성에 영향을 미칩니다.
요약 :
열은 분자 운동을 증가시켜 반응 속도를 증가시켜보다 효과적인 충돌을 일으키고 더 많은 분자가 활성화 에너지 장벽을 극복 할 수있게합니다. 이 관계는 Arrhenius 방정식에 의해 설명됩니다.
