Nauka jest zasadniczo podzielona na trzy dziedziny – fizykę, chemię i biologię. Pierwsza gałąź, czyli fizyka, jest dalej podzielona na wiele części, takich jak mechanika, radioaktywność, cząstka, fala itp. Wśród najważniejszych dziedzin pracy termodynamika i kinetyka są kluczowe dla ukończenia dowolnego stopnia. Te dwie dziedziny mają szerszy zakres i nie ograniczają się tylko do tego interdyscyplinarnego podejścia.
Termodynamika a kinetyka
Główna różnica między termodynamiką a kinetyką polega na tym, że pierwsza opiera się na wystąpieniu, podczas gdy druga na szybkości, z jaką może przebiegać dana reakcja chemiczna lub proces. Oba są oparte na faktach matematycznych i domysłach naukowych. Do kontrolowania szybkości reakcji stosuje się katalizatory, inhibitory itp.
Termodynamikę definiuje się jako badanie spontaniczności reakcji. Działa na zasadzie zgadywania, ponieważ oczekiwany los reagentów jest w centrum tej dyscypliny.
Kinetykę definiuje się jako badanie szybkości reakcji. Do tej konwersji można brać pod uwagę cząsteczki, jak również inne materiały. Kinetyka zajmuje się bardziej szybkością niż możliwością reakcji.
Tabela porównawcza między termodynamiką a kinetyką
| Parametry porównania | Termodynamika | Kinetyka |
| Definicja | Jest to badanie związku między energią cieplną a innymi formami wzajemnie wymiennymi. | Jest to badanie ruchu reakcji chemicznej w kontrolowanych warunkach atmosferycznych po przyłożeniu odpowiedniej siły. |
| Główne twierdzenie | Termodynamika charakteryzuje się głównie koncepcją zmiany energii swobodnej, znanej również jako energia swobodna Gibbsa. | Kinetyka opiera się na energii aktywacji wymaganej przez reagenty do pokonania najbliższej bariery energetycznej, dzięki czemu reakcja może przebiegać szybko. |
| Szereg zastosowań | Ma zastosowanie tylko w przypadku stabilności. | Ma zastosowanie tylko w przypadku faz przejściowych. |
| Najważniejszy parametr | Siła napędowa danej reakcji jest najważniejszym czynnikiem determinującym termodynamikę. | Za najistotniejszy aspekt kinetyki uważa się pokonywanie istniejących barier energetycznych. |
| Rozwiązane problemy | Rozwiązuje problemy związane z wystąpieniem reakcji. | Rozwiązuje problemy związane z szybkością, z jaką zaszłaby prawdopodobna reakcja. |
Czym jest termodynamika?
Termodynamika odpowiada na pytania, czy reakcja nastąpi, czy nie. Prawdopodobieństwo odgaduje się, korzystając z praw termodynamiki w stanie czystym. Istnieje również wiele stałych czynników, które wpływają na spontaniczność danego procesu. Ponadto produkty powinny mieć wysoką stabilność utajoną niż poszczególne reagenty, aby sprzyjać ruchowi w prawo konkretnej reakcji.
Termodynamika polega na spadku energii swobodnej. Powszechnie uważa się, że energia swobodna może istnieć w trzech stanach – dodatnim, ujemnym i zerowym. Jeśli chodzi o reakcje spontaniczne dotyczące termodynamiki, ujemna wartość energii swobodnej jest kluczowym aspektem. Równanie Arrheniusa również odgrywa ważną rolę, ponieważ zmiany temperatury mają bezpośredni związek z procesami termodynamicznymi.
Termodynamika również utrzymuje równowagę. Może być dalej badany jako stabilny i metastabilny. Kiedy stany materii przekształcają się w inne wzajemnie przekształcalne formy poprzez kontrolowanie pewnych czynników zewnętrznych, wymagana jest określona ilość energii, aby popchnąć materiał reaktywny we właściwym kierunku. Znana jest również jako siła napędowa, która służy do określenia minimalnej energii aktywacji. Istota termodynamiki w reakcjach chemicznych jest wysoka ze względu na trafne domysły dotyczące tych warunków.
Czym jest kinetyka?
Czas, w którym reagent zostanie przekształcony w pożądane produkty, jest głównym argumentem w odniesieniu do modelu kinetycznego. Nie ma dyskusji na temat końcowego etapu ani losów produktów po pozostawieniu ich w optymalnych warunkach. Innymi słowy, twierdzenie jest, że kinetyka jest bardziej dynamiczna niż termodynamika, niezależnie od etymologii.
Kinetyka zwykle zajmuje się określaniem szybkości, chociaż żadna siła zewnętrzna nie może być użyta do wpłynięcia na wspomnianą szybkość. Obliczenia pomagają teoretykowi analizować reaktywność dwóch lub więcej substancji, co dodatkowo usprawnia pracę badawczą. Szczególnym stanem wymaganym do dokładnego badania kinetyki jest stan przejściowy. Innymi słowy, systemy nie muszą znajdować się w równowadze, ale w stanie ciągłego ruchu między stanem nierównowagi a równowagą (lub odwrotnie).
Kinetyka potrzebuje odstępu czasowego między dwoma trybami konwersji. Aby osiągnąć końcowy stan równowagi, reagenty muszą pokonać bariery energetyczne. To samo dotyczy konwersji produktów z powrotem do reagentów, zgodnie z potrzebą procesu chemicznego. Czasami kinetyka pomaga również w określeniu zmian zachodzących w fazach materiału.
Główne różnice między termodynamiką a kinetyką
Wniosek
Różne procesy różnią się w zależności od sposobu przewodzenia, charakterystyk, wyników końcowych i wielu innych parametrów. Jeśli chodzi o termodynamikę i kinetykę, ich zmienność jest znacznie bardziej skomplikowana dzięki inkluzywności. Innymi słowy, termodynamika i kinetyka są różne, ale powiązane. Zależność jest uważana za chemiczną.
Naukowcy skupiają się głównie na wspólnych punktach napędzających reakcje. Dowody akademickie obu przetworzonych nie mają tak dużego znaczenia, jak obliczenia matematyczne. Powiązane prawa i twierdzenia można uwzględnić w procesie jednoczesnego rozwiązywania liczb. W większości przypadków stosuje się również metody graficzne.
