动力学基础资料解析

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动力学基础资料解析

动力学基础资料解析

动⼒学基础资料解析1.2.2 化学动⼒学⽅程定量描述反应速率与影响反应速率因素之间的关系式称为化学动⼒学⽅程。

影响反应速率的因素有反应温度、组成、压⼒、溶剂的性质、催化剂的性质等。

然⽽对于绝⼤多数的反应,影响的最主要因素是反应物的浓度和反应温度。

因⽽化学动⼒学⽅程⼀般都可以写成:),(T c f r i =± (1-12)式中 i r ——组分i 的反应速率,)./(3h m kmol ;c ——反应物料的浓度向量,3/m kmol ;T ——反应温度,K 。

式(1-12)表⽰反应速率与温度及浓度的关系,称为化学反应动⼒学表达式,或称化学动⼒学⽅程。

对⼀个由⼏个组分组成的反应系统,其反应速率与各个组分的浓度都有关系。

当然,各个反应组分的浓度并不都是相互独⽴的,它们受化学计量⽅程和物料衡算关系的约束。

在恒温条件下,化学动⼒学⽅程可写成:),,( B A i c c kf r =± (1-13)式中 ,,B A c c ——A 、B 、…组分的浓度,3/m kmol ;k ——反应速率常数,].)/[(131h m kmol n n --;在⾮恒温时,化学动⼒学⽅程可写成:),,()(' B A i c c f T f r =± (1-14)式中)('T f k =,其值与组分的浓度⽆关。

反应速率常数是温度的函数,其关系式可⽤阿累尼乌斯(Arrhenius)⽅程表⽰:)exp(0RTE A k -= (1-15)式中:0A ——指前因⼦,也称频率因⼦,].)/[(131h m kmol n n --;E ——反应活化能,kmol kJ /;R ——⽓体通⽤常数,[)/(314.8K kmol kJ R ?=];各组分浓度对反应速率的影响表⽰为),,( B A c c f ,具体表⽰形式由实验确定,通常采⽤以下两种形式:(1)幂函数型21),,(ααB A B A c c c c f = (1-16)(2)双曲线型m B B A A B A B A c K c K c c c c f ]1[),,(21 +++=αα(1-17)式中 21,αα…——反应级数;B A K K ,——组分A 、B …的吸附平衡常数;m ——吸附中⼼数。

高三动力学知识点总结归纳

高三动力学知识点总结归纳

高三动力学知识点总结归纳动力学是物理学中研究物体运动及其运动规律的一门学科,与静力学相对。

在高三物理学习中,动力学是一个重要的知识模块。

本文将对高三动力学知识点进行总结归纳,帮助同学们更好地掌握和理解这一部分内容。

一、牛顿运动定律牛顿运动定律是动力学的基础,共包括三条定律:1. 牛顿第一定律:一个物体若受力为零,则物体将保持静止或匀速直线运动;反之,物体只有在受到外力作用时才会改变其状态。

2. 牛顿第二定律:物体的加速度与作用在其上的力成正比,与物体质量成反比。

即F=ma,其中F表示作用在物体上的力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。

3. 牛顿第三定律:若物体A对物体B施加了一个力,那么物体B 对物体A必定施加一个大小相等、方向相反的力。

换句话说,作用力与反作用力大小相等,方向相反,且在同一直线上。

通过牛顿运动定律,我们可以解释和预测物体的运动状态和运动规律。

二、力的合成与分解力的合成与分解是一个重要的概念,在解决物体受力分析和运动问题时经常会用到。

1. 力的合成:当一个物体同时受到多个力的作用时,可以将这些力合成为一个力,这个合力的大小与方向可以通过力的矢量加法求解。

2. 力的分解:对于一个力的合力,可以将其分解为多个力,这些力的矢量和等于合力的矢量。

根据需要,可以将合力分解为平行于某一方向的分力和垂直于该方向的分力。

力的分解可以帮助我们更好地理解和分析力的作用效果。

三、质点的运动学质点是指质量可集中于一个点的物体,对于质点的运动,可以使用运动学进行研究。

1. 位移、速度和加速度:位移是质点在某一时间段内的位置变化,速度是质点单位时间内位移的变化,加速度是速度单位时间内的变化。

质点的位移、速度和加速度之间存在某种关系,通过运动学公式可以进行计算和分析。

2. 直线运动和曲线运动:质点的运动可以分为直线运动和曲线运动两种情况。

对于直线运动,可以通过位移、速度和加速度的概念进行描述和分析;对于曲线运动,还需要考虑其运动轨迹的特征,如弧长、曲率等。

物理动力知识点梳理总结

物理动力知识点梳理总结

物理动力知识点梳理总结一、动力学基础概念1. 动力学的概念动力学是物理学的一个重要分支,主要研究物体运动的规律,包括运动的速度、加速度、力学性质等方面的问题。

2. 动力学中的基本概念(1)质点的概念:质点是物理学中的一个重要概念,指无限小的物体,其质量是可以忽略不计的,只考虑其位置和速度。

(2)质点的运动:质点在空间中的运动可以用位置矢量来描述,位置矢量随时间的变化关系称为质点的轨迹。

3. 力的概念(1)力的分类:根据力的性质和作用对象的不同,可以将力分为接触力和非接触力,引力和电磁力等。

(2)力的性质:力是改变物体运动状态的原因,具有大小、方向和作用点的特征。

4. 牛顿运动定律(1)第一定律:凡是不受外力作用的物体,如果静止,则始终保持静止状态;如果运动,则保持匀速直线运动状态。

(2)第二定律:当外力作用在物体上时,物体产生加速度,其大小与物体的质量成反比,与力的大小成正比,方向与力的方向相同。

(3)第三定律:任何两个物体之间作用的力,都是大小相等、方向相反的一对力。

二、动力学的基本运动规律1. 直线运动(1)匀速直线运动:速度大小和方向都保持恒定状态的运动。

(2)变速直线运动:速度大小或方向至少有一个是变化的运动。

2. 曲线运动(1)向心力:质点在曲线轨迹上运动时,受到的一种与运动轨迹方向垂直的力。

(2)向心加速度:质点在曲线运动中产生的加速度,其方向与向心力方向相同,大小与速度、曲率有关。

(3)转动运动:物体绕轴旋转的运动,可以用角位移、角速度、角加速度等物理量来描述。

3. 动能和功的概念(1)动能:物体由于运动而具有的能量。

动能与质量和速度的平方成正比。

(2)功:力对物体所做的功,与力的大小、方向和物体的位移有关。

4. 动量和冲量(1)动量:物体运动的一种物理量,是质量和速度的乘积。

动量守恒定律:一个封闭系统内部的物体,如果没有外力的作用,它们的动量保持不变。

(2)冲量:力在时间上的积累效果,是力对物体所做的总量。

动力学基础知识总结

动力学基础知识总结

动力学基础知识总结动力学是物体运动的研究,主要研究物体的运动规律和力的作用。

在学习动力学的过程中,我们需要了解一些基础知识,包括质点、牛顿三定律、动力学方程等内容。

下面将对这些基础知识进行总结。

一、质点质点是研究物体运动的一种理想化模型,它忽略了物体的形状和大小,仅考虑了物体的质量以及物体所受到的外力。

质点的运动可用一个点来表示,该点称为质点的“质心”。

二、牛顿三定律1. 第一定律:也称为惯性定律,它指出:如果物体上没有合外力作用,或者合外力的矢量和为零,则物体将保持静止状态或匀速直线运动状态,也就是“物体的运动状态不会自发改变”。

2. 第二定律:也称为加速度定律,它指出:物体受到的合外力等于物体的质量乘以其加速度,即F = ma。

其中,F为物体所受合外力的矢量和,m为物体的质量,a为物体的加速度。

该定律说明了力是引起物体加速度变化的原因。

3. 第三定律:也称为作用-反作用定律,它指出:任何两个物体之间的相互作用力,其大小相等、方向相反,且作用在两个物体上。

简单来说,作用力与反作用力是一对相互作用力。

三、动力学方程动力学方程是描述物体运动规律的方程。

对于质点运动来说,它的动力学方程可以用牛顿第二定律来表示,即F = ma。

这里的F是物体所受合外力的矢量和,m是物体的质量,a是物体的加速度。

通过对动力学方程的求解,我们可以得到物体的运动轨迹和速度变化情况。

在实际问题中,动力学方程的求解可以采用不同的方法,比如分析法、数值法等。

四、运动学和动力学的关系运动学研究的是物体的运动规律,而动力学研究的是物体运动的原因。

可以说,动力学是运动学的基础。

通过运动学我们可以了解物体的位置、速度和加速度等信息,而动力学可以告诉我们物体之所以如此运动的原因。

总结:动力学是物体运动的研究,它包括了质点、牛顿三定律和动力学方程等基础知识。

质点是物体运动的理想化模型,忽略了物体的形状和大小。

牛顿三定律包括了惯性定律、加速度定律和作用-反作用定律,它们描述了物体运动的规律。

动力学基础知识梳理

动力学基础知识梳理

动力学基础知识梳理在我们日常生活和科学研究中,动力学是一个十分重要的概念。

它帮助我们理解物体的运动以及引起运动的原因。

那么,什么是动力学呢?让我们一起来梳理一下动力学的基础知识。

首先,我们要明确动力学的研究对象是物体的运动以及与运动相关的力。

力是改变物体运动状态的原因,这是动力学的核心观点。

当一个物体受到力的作用时,它的速度会发生改变,可能会加速、减速或者改变运动方向。

在动力学中,有几个重要的物理量需要我们了解。

第一个就是力(F),力的单位是牛顿(N)。

力可以是推力、拉力、摩擦力、重力等等。

力的大小、方向和作用点都会影响力对物体的作用效果。

速度(v)也是动力学中的关键量,它描述了物体运动的快慢和方向。

速度的变化率就是加速度(a)。

加速度反映了物体在单位时间内速度的改变程度。

如果一个物体的速度在增加,那么它具有正的加速度;如果速度在减小,就具有负的加速度。

接下来,我们要认识牛顿运动定律,这是动力学的基石。

牛顿第一定律指出,任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态。

这一定律揭示了物体具有惯性,惯性的大小只与物体的质量(m)有关,质量越大,惯性越大。

牛顿第二定律是 F = ma,它表明了力、质量和加速度之间的定量关系。

当一个物体受到的合力不为零时,就会产生加速度,加速度的大小与合力成正比,与物体的质量成反比。

牛顿第三定律告诉我们,两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。

比如,当你推一个箱子时,箱子也会对你施加一个大小相等、方向相反的力。

在实际问题中,我们经常会遇到重力的作用。

重力(G)的大小可以用 G = mg 来计算,其中 g 是重力加速度,约为 98 m/s²。

在地球上不同的位置,g 的值会略有不同。

摩擦力也是常见的力之一。

摩擦力分为静摩擦力和动摩擦力。

静摩擦力在物体没有相对运动时起作用,其大小会根据外力的变化而变化,但有一个最大值。

动力学知识点总结

动力学知识点总结

动力学知识点总结动力学是物理学的一个重要分支,主要研究物体的运动与所受的力之间的关系。

它在我们理解自然界和解决实际问题中都有着广泛的应用。

接下来,让我们一起深入了解动力学的一些关键知识点。

一、牛顿运动定律牛顿运动定律是动力学的基础,包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。

牛顿第一定律指出,任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。

这一定律揭示了物体具有惯性,即保持原有运动状态的性质。

牛顿第二定律是动力学的核心,其表达式为 F = ma,其中 F 表示物体所受的合力,m 是物体的质量,a 是物体的加速度。

这意味着力是改变物体运动状态的原因,力越大,加速度越大;质量越大,相同的力产生的加速度越小。

牛顿第三定律则阐明,两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上。

比如,当你推桌子时,桌子也在以同样大小的力推你。

二、常见的力在动力学中,我们会遇到各种各样的力。

重力是我们最熟悉的力之一,它的大小为G =mg,方向竖直向下,其中 g 是重力加速度。

摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力。

静摩擦力在物体未发生相对运动时产生,其大小取决于外力,有一个最大值;滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和正压力有关,其表达式为 f =μN,μ 是动摩擦因数,N 是正压力。

弹力产生于物体的形变,例如弹簧的弹力遵循胡克定律 F = kx,k是弹簧的劲度系数,x 是弹簧的形变量。

还有拉力、推力、压力等,它们都可以通过具体的情境进行分析和计算。

三、直线运动中的动力学问题对于匀变速直线运动,我们可以利用速度公式 v = v₀+ at、位移公式 x = v₀t + ½at²以及速度位移公式 v² v₀²= 2ax 来解决问题。

在这些公式中,加速度 a 往往与所受的合力相关。

例如,一个物体在水平面上受到一个恒定的水平拉力,如果知道物体的质量和摩擦力,就可以通过牛顿第二定律求出加速度,然后再利用上述直线运动公式求出物体的速度和位移随时间的变化。

动力学基础知识

动力学基础知识

动力学基础知识动力学是研究物体运动及其产生的原因和规律的学科。

它是力学的一个重要分支,主要研究物体在力的作用下的运动规律。

了解动力学的基础知识对于理解物体的运动行为和解决实际问题具有重要意义。

本文将介绍动力学的基本概念、Newton定律以及重要的运动学公式。

一、动力学基本概念1. 力与质量在动力学中,力是导致物体运动变化的原因。

力的大小和方向决定了物体的运动状态。

常见的力包括重力、摩擦力、弹力等。

质量是物体所固有的属性,代表物体对于外力改变运动状态的抵抗能力。

质量越大,物体对力的抵抗能力越大。

2. 加速度与力的关系根据Newton第二定律,力的大小与物体的质量和加速度有关。

力的大小等于质量乘以加速度,即F=ma,其中F表示力,m表示质量,a表示加速度。

根据这个定律,当力增大时,物体的加速度也会增大,反之亦然。

3. 动量守恒定律动量是描述物体运动状态的物理量,是质量和速度的乘积。

动量守恒定律指出,在没有外力作用下,一个系统的总动量保持不变。

这意味着在碰撞等过程中,物体的总动量在碰撞前后保持相等。

二、Newton定律Newton定律是描述物体运动规律的基本原理,共有三条:1. Newton第一定律(惯性定律):一个物体如果没有外力作用,将保持静止或匀速直线运动的状态。

这意味着物体的速度将保持不变,或者保持匀速直线运动。

2. Newton第二定律(动力学定律):物体受到的合力等于物体的质量乘以加速度,即F=ma。

这个定律揭示了力对物体运动状态的影响,描述了力与物体运动和加速度的关系。

3. Newton第三定律(作用-反作用定律):所有相互作用的物体之间都会产生相等大小、方向相反的作用力。

这意味着对于任何一个物体施加的力,都会受到同样大小、方向相反的反作用力。

三、运动学公式运动学公式描述了物体运动的规律,其中包括位移、速度和加速度的关系。

1. 位移和速度的关系位移是物体从初始位置到最终位置的位移变化量。

动力学的基础

动力学的基础

动力学的基础动力学是研究物体的运动规律的一门科学,它研究物体在不同力作用下的运动规律和相互作用。

动力学的基础是牛顿三定律和万有引力定律,这些定律是建立在实验观察和数学推导的基础上的,使我们能够更好地理解和解释物体的运动。

牛顿三定律是动力学的基础,它包括:第一定律:物体在没有外力作用下保持静止或匀速直线运动;第二定律:物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比;第三定律:任何作用力都具有等大而相反的反作用力。

第一定律告诉我们物体的运动状态会保持不变,除非有外力的作用。

这就是为什么当我们推一个物体时,它会继续前进,直到有摩擦或其他外力作用时才会停下来。

第二定律告诉我们物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比。

这就是为什么我们需要更大的力来推动一个重物体,而推动一个轻物体只需要较小的力。

第三定律告诉我们任何作用力都具有等大而相反的反作用力。

当我们敲击一个东西时,手会感觉到与敲击力等大的力。

牛顿三定律的应用广泛,不仅适用于宏观物体的运动,也适用于微观粒子和分子的运动。

例如,地球绕太阳运动的规律可以用牛顿万有引力定律来描述。

万有引力定律是描述物体之间相互作用的重要定律,它告诉我们物体之间的引力与它们的质量和距离成正比。

这就是为什么地球和月亮之间有引力,地球的引力把月亮固定在其轨道上。

此外,万有引力定律还可以解释行星绕太阳的运动、卫星绕地球的运动等。

动力学的基础理论不仅有助于我们理解物体的运动规律,还可以应用到实际生活和工程问题中。

例如,我们可以利用牛顿三定律来设计汽车的刹车系统,使车辆在刹车时能够快速停下来。

我们也可以利用动力学的原理来设计建筑物的结构,以使其能够承受外力的作用而不倒塌。

除了牛顿三定律和万有引力定律,动力学的基础还包括其他一些重要的概念和原理,如动量守恒定律、能量守恒定律、角动量守恒定律等。

这些定律和原理都在不同的领域和问题中发挥着重要的作用。

总之,动力学的基础是牛顿三定律和万有引力定律。

动力学基础知识梳理

动力学基础知识梳理

动力学基础知识梳理动力学是物理学中研究物体运动规律的领域,它主要关注物体受力和速度、加速度等因素之间的相互关系。

本文将对动力学的基础知识进行梳理,帮助读者更好地理解这一重要物理学分支。

一、力的概念和力的作用力是动力学的基础概念之一,定义为使物体发生变化(比如加速度、形状改变等)的原因。

力的作用可以描述为三个要素:力的大小、方向和作用点。

1.1 力的大小力的大小通常用牛顿(N)作为单位。

力的大小可以通过测量物体的质量和加速度来计算。

牛顿第二定律指出,力等于质量乘以加速度:F = m ×a。

其中,F表示力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。

1.2 力的方向力的方向是力所施加的物体的运动方向。

对于力的方向,我们常常采用坐标系,将力的方向与坐标轴建立关联。

1.3 力的作用点力的作用点是指力所施加的物体上的一个特定点。

在力同时作用于物体的多个点时,物体上不同点受到的力有可能不同。

二、牛顿三定律牛顿三定律是动力学中的重要法则,它描述了力与物体运动之间的关系。

2.1 第一定律:惯性定律牛顿第一定律也称作惯性定律,它表明物体在没有受到外力作用时将保持静止或匀速直线运动的状态。

若物体受到外力,则它将发生加速度变化。

2.2 第二定律:动量定律牛顿第二定律也称作动量定律,它给出了力、质量和加速度之间的关系。

根据牛顿第二定律,力等于质量乘以加速度:F = m × a。

2.3 第三定律:作用-反作用定律牛顿第三定律也称作作用-反作用定律,它指出对于任何一对相互作用的物体,它们之间的作用力与反作用力的大小相等、方向相反,并且作用在不同的物体上。

三、动力学中的其他重要概念除了力和牛顿三定律,动力学中还有其他一些重要概念需要掌握。

3.1 弹性碰撞弹性碰撞是指碰撞过程中物体之间能量守恒的现象。

在弹性碰撞中,物体之间的动能和动量都能够得到保持。

3.2 动能和势能动能是物体由于其运动而具有的能量,它与物体的质量和速度有关。

动力学的基本概念和公式

动力学的基本概念和公式

动力学的基本概念和公式动力学是研究物体运动的力学分支,它通过分析物体的受力和力的效应,来揭示物体运动的规律。

本文将介绍动力学的基本概念和公式,帮助读者了解和应用动力学的知识。

一、动力学的基本概念动力学主要研究物体的运动状态及其与受力的关系。

以下是动力学的基本概念:1.1 质点和刚体在动力学中,我们通常把没有考虑物体内部结构和形变的物体称为质点。

质点具有质量,但没有大小和形状。

另外,如果物体的各个部分在运动过程中保持相对位置不变,则称之为刚体。

1.2 参考系参考系是用来描述和观测物体运动的一种标准,可以是固定的坐标系、运动的物体或观测者自身。

不同的参考系会导致不同的观测结果,因此在分析动力学问题时需要选择适当的参考系。

1.3 位移、速度和加速度位移是描述物体位置变化的概念,可以表示为物体从初始位置到最终位置的距离和方向。

速度是位移随时间的变化率,表示物体运动快慢和方向。

加速度则是速度随时间的变化率,表示物体速度变化的快慢和方向。

1.4 力和受力力是影响物体状态变化的原因,可以通过作用于物体上的力来改变物体的运动状态。

根据牛顿第三定律,任何作用在物体上的力都有一个与之相等大小、方向相反的反作用力。

力的单位是牛顿(N)。

二、动力学的基本公式在动力学中,有一些基本公式可以帮助我们描述和计算物体运动的规律。

下面是其中几个常用的公式:2.1 牛顿第二定律牛顿第二定律是动力学的核心定律之一,描述了物体的加速度与作用在物体上的力的关系。

它可以表示为:F = ma其中,F表示作用在物体上的力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。

根据牛顿第二定律,物体的加速度等于作用在物体上的力除以物体的质量。

2.2 动量和动量守恒定律动量是描述物体运动的一个重要物理量,它可以表示为物体的质量乘以速度。

动量守恒定律指出,当物体受到的外力为零时,物体的总动量保持不变。

动量守恒定律可以表示为:m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂'其中,m表示物体的质量,v表示物体的速度。

动力学入门知识资料讲解

动力学入门知识资料讲解

动力学动力学概述1. 动力学的研究内容静力学研究作用在刚体上力系的简化和力系的平衡条件;没有讨论物体受不平衡力系作用将如何运动;运动学只是从几何角度研究了物体的运动和描述物体运动的方法,但未涉及物体所受到的力。

动力学则将两者结合起来。

研究物体运动的变化与作用于物体上的力之间的关系。

即建立物体运动的普遍规律。

2. 动力学研究的力学模型质点,质点系⎩⎨⎧于非自由质点系非自由质点系,刚体属自由质点系3. 动力学研究的问题(1) 已知物体的运动,求作用于物体的力; (2) 已知作用于物体的力,求物体的运动情况。

4. 动力学的课程体系1) 经典动力学(矢量动力学)最高原理:牛顿定律⎪⎩⎪⎨⎧=)(),(),(s m kg SI F a m 时间长度:质量单位制:惯性参考系实验定律导出规律:⎩⎨⎧达朗伯原理质点系普遍定律2) 分析力学初步3) 两种特殊的运动:碰撞和机械振动基础。

第十二章 动量定理和动量矩定理 本章研究的两个定理动量定理——力系主矢量的运动效应反映; 动量矩定理——力系主矩的运动效应反映。

一.质点系质量的几何性质1. 质心质点系的质量中心,其位置有下式确定:mr m r ii c ∑=∑=i m m其投影式为mx m x iic∑=, my m y ii c∑=, mz m z iic∑=2. 刚体对轴的转动惯量 定义:∑=2i i Z r m I 为刚体对z 轴的转动惯量或)(22i i i Z y x m I +=∑影响Z I 的因素⎪⎩⎪⎨⎧是常量与刚体是固连在一起时若轴的位置有关与转轴量的分布有关与刚体的质量多少和质z I z z 单位:2kgm物理意义:描述刚体绕z 轴时惯性大小的度量。

Z I 的计算方法:(1) 积分法例12.1已知:设均质细长杆为l ,质量为m 。

求其对于过质心且与杆的轴线垂直的轴z 的转动惯量。

解:建立如图12.2所示坐标,取微段dx 其质量为dx lmdm =,则此杆对轴z 的转动惯量为:1222220ml dx x l m I l z ==⎰例12.2已知:如图12.3所示设均质细圆环的半径为R ,质量为m ,求其对于垂直于圆环平面且过中心O 的轴的转动惯量。

动力学基础知识

动力学基础知识

动力学基础知识动力学是物理学中研究物体运动规律的一个分支学科,主要探讨力对物体运动产生的影响以及物体运动状态的变化。

以下是动力学的基础知识,帮助读者了解物体运动的基本概念和原理。

一、质点和质点的运动质点是指集中在一点的物体,可以简化为没有大小和形状的点。

在动力学中,通常将物体简化为质点,以研究物体的运动规律。

质点的运动状态由位移、速度和加速度来描述。

位移是指质点从初始位置到末位置的位移矢量,速度是指单位时间内质点位移的变化率,加速度是指单位时间内速度的变化率。

二、牛顿运动定律牛顿运动定律是动力学的基础,描述了物体运动的规律。

1. 第一定律:当物体受力为零时,物体将保持静止或匀速直线运动。

也就是说,物体在没有受到外力时,将保持其运动状态不变。

2. 第二定律:当物体受到外力时,其加速度与产生该力的力的大小和方向成正比,与物体质量成反比。

用公式表示为F=ma,其中F为物体所受合力,m为物体的质量,a为物体的加速度。

3. 第三定律:对于两个相互作用的物体,彼此施加的力大小相等,方向相反。

也就是说,任何一个物体施加给另一个物体的作用力,自身也会受到等大但方向相反的反作用力。

三、重力和运动重力是地球或其他天体对物体的吸引力。

根据万有引力定律,物体之间存在着引力,其大小与物体质量成正比,与物体之间的距离的平方成反比。

在地球表面上,物体受到的重力可表示为Fg=mg,其中Fg为重力,m为物体的质量,g为重力加速度,大约为9.8米/秒的平方。

根据牛顿第二定律,物体在重力作用下将加速下落,加速度为重力加速度。

如果考虑到空气阻力的影响,在空气中物体的运动会受到阻力的制约。

四、力学和动力学力学是研究物体受力和运动规律的学科,由静力学、动力学和弹性力学等组成。

动力学是力学的一个分支,主要研究物体的运动以及与它们运动有关的力。

其中,动力学主要包括平动动力学和转动动力学。

平动动力学研究物体的直线运动,转动动力学研究物体的旋转运动。

动力学基础知识梳理

动力学基础知识梳理

动力学基础知识梳理在我们日常生活和科学研究中,动力学是一个非常重要的概念。

它帮助我们理解物体的运动以及引起运动变化的原因。

接下来,让我们一起走进动力学的世界,梳理一下其中的基础知识。

首先,我们来谈谈什么是动力学。

简单来说,动力学研究的是物体的运动与所受力之间的关系。

无论是宏观世界中的汽车行驶、天体运动,还是微观世界中粒子的行为,都遵循着动力学的规律。

要理解动力学,就不得不提到力这个概念。

力是改变物体运动状态的原因。

常见的力有重力、摩擦力、弹力等等。

重力是由于物体受到地球的吸引而产生的,它的大小与物体的质量成正比。

摩擦力则总是阻碍物体的相对运动,比如我们在地面上推动一个箱子时所感受到的阻力就是摩擦力。

弹力则常见于弹簧、橡皮筋等物体的伸缩过程中。

在动力学中,牛顿运动定律是基础中的基础。

牛顿第一定律指出,物体在不受外力作用时,将保持静止或匀速直线运动状态。

这一定律揭示了物体具有惯性的本质,惯性就是物体保持原有运动状态的性质。

想象一下,在一辆匀速行驶的汽车中,突然刹车,我们的身体会向前倾,这就是因为我们的身体具有惯性。

牛顿第二定律则给出了力、质量和加速度之间的定量关系,即力等于质量乘以加速度(F = ma)。

这一定律在解决很多实际问题中非常有用。

例如,我们知道了一个物体的质量和所受的合力,就可以计算出它的加速度,从而预测它的运动状态变化。

牛顿第三定律告诉我们,两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。

比如,当我们用力推墙时,墙也会给我们一个大小相等、方向相反的反作用力。

有了这些基本定律,我们就可以进一步研究各种运动形式。

比如匀变速直线运动,它的速度随时间均匀变化。

在这种运动中,我们可以使用速度公式 v = v₀+ at 和位移公式 x = v₀t + 1/2at²来计算相关的物理量,其中 v₀是初速度,v 是末速度,a 是加速度,t 是时间,x 是位移。

再来说说平抛运动,这是一种常见的曲线运动。

动力学知识点

动力学知识点

动力学知识点关键信息项:1、动力学的基本概念2、牛顿运动定律3、常见的力与受力分析4、动量定理与动量守恒定律5、动能定理与机械能守恒定律6、圆周运动的动力学分析7、简谐运动的动力学特征8、动力学在实际问题中的应用11 动力学的基本概念111 动力学是研究物体运动与所受力之间关系的学科。

112 物体的运动状态改变是由于受到力的作用。

113 力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。

12 牛顿运动定律121 牛顿第一定律:任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。

122 牛顿第二定律:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。

表达式为 F = ma 。

123 牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力,总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。

13 常见的力与受力分析131 重力:物体由于地球的吸引而受到的力,方向竖直向下。

132 弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力,常见的有压力、支持力、拉力等。

133 摩擦力:分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。

静摩擦力的大小取决于使物体产生相对运动趋势的外力;滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关。

134 受力分析的步骤:确定研究对象,隔离物体,分析重力、弹力、摩擦力等力的作用,画出受力示意图。

14 动量定理与动量守恒定律141 动量定理:合外力的冲量等于物体动量的增量。

表达式为 I =Δp 。

142 动量守恒定律:如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变。

143 应用动量守恒定律解决碰撞、爆炸等问题。

15 动能定理与机械能守恒定律151 动能定理:合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。

表达式为 W =ΔEk 。

152 机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。

153 利用机械能守恒定律分析物体的运动过程和能量转化。

动力学知识总结

动力学知识总结

动力学知识总结一、基本概念动力学是研究物体运动规律的科学,主要研究力、质量和运动之间的关系。

在动力学中,存在着一些基本概念,如力、质量、加速度、速度等。

- 力:指物体间相互作用的原因,描述物体运动状态的影响因素。

- 质量:物体所具有的物质内容,是物体惯性的度量。

- 加速度:物体在单位时间内速度变化的快慢,描述物体加速或减速的情况。

- 速度:物体在单位时间内所经过的距离。

二、牛顿运动定律牛顿运动定律是动力学的基础,主要包括三个定律:1. 第一定律(惯性定律):物体在没有外力作用下,保持静止或匀速直线运动。

2. 第二定律(力的作用定律):物体的加速度与作用在物体上的力成正比,与物体的质量成反比。

3. 第三定律(作用反作用定律):任何两个物体之间的相互作用力,都有相同大小、方向相反。

三、运动方程运动方程是描述物体运动规律的数学方程,主要包括以下几种:1. 位移方程:描述物体在平均速度下的位移。

2. 速度方程:描述物体在匀加速运动下的速度。

3. 加速度方程:描述物体在匀加速运动下的加速度。

四、应用领域动力学的知识在很多领域有着广泛的应用,如机械工程、物理学、建筑学等。

在这些领域中,人们可以利用动力学的规律来设计和优化相应的系统,提高工作效率和安全性。

五、总结动力学知识是研究物体运动规律的基础,包括基本概念、牛顿运动定律、运动方程等内容。

了解和应用动力学的知识能够帮助我们更好地理解和解决与物体运动有关的问题。

> 注意:以上内容为简要总结,并未对每个概念和定律进行详细阐述,具体内容需要根据实际需求深入学习与了解。

动力学知识点总结

动力学知识点总结

动力学知识点总结动力学是研究力的起源和力的作用下物体的运动规律的科学。

它是力学的一个重要分支,包括牛顿定律、运动方程、动能、势能、角动量、动量守恒定律、能量守恒定律等内容。

动力学在物理学、工程学、天文学、生物学等领域都有广泛的应用。

1. 牛顿定律牛顿定律是动力学的基础,包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。

牛顿第一定律,也称为惯性定律,指出如果物体受到外力作用,则物体将产生加速度,即物体的速度将发生变化。

牛顿第二定律,也称为运动定律,指出物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比。

即F=ma,其中F为物体所受的合外力,m为物体的质量,a为物体的加速度。

牛顿第三定律,也称为作用与反作用定律,指出两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。

2. 运动方程运动方程描述了物体在外力作用下的运动规律。

对于一维运动,运动方程可以写成x=x0+v0t+1/2at^2,v=v0+at,其中x为物体的位移,x0为初始位移,v为物体的速度,v0为初始速度,a为物体的加速度,t为时间。

3. 动能和势能动能是物体由于运动而具有的能量,通常用K表示,其计算公式为K=1/2mv^2,其中m 为物体的质量,v为物体的速度。

势能是物体由于位置而具有的能量,通常用U表示,其计算公式为U=mgh,其中m为物体的质量,g为重力加速度,h为物体的高度。

4. 角动量角动量是描述物体旋转运动的物理量,通常用L表示,其计算公式为L=Iω,其中I为物体的转动惯量,ω为物体的角速度。

5. 动量守恒定律动量守恒定律指出,在一个封闭系统中,系统的总动量保持不变。

即Σp=Σp',其中Σp为系统的初始总动量,Σp'为系统的最终总动量。

6. 能量守恒定律能量守恒定律指出,在一个封闭系统中,系统的总能量保持不变。

即ΣE=ΣE',其中ΣE为系统的初始总能量,ΣE'为系统的最终总能量。

综上所述,动力学是研究物体在力的作用下的运动规律的科学,包括牛顿定律、运动方程、动能、势能、角动量、动量守恒定律、能量守恒定律等内容。

什么是动力学?

什么是动力学?

什么是动力学?动力学是研究物体运动的一门学科,它涉及力、速度和加速度等因素。

动力学通过研究和描述物体对外力的作用下所表现出的运动规律,从而揭示了事物运动的原理和规律。

下面将通过三个方面来介绍动力学的概念和相关知识。

一、牛顿运动定律:阐释力学基础1. 引力定律:牛顿通过引力定律揭示了物体之间存在的吸引力,即地球与物体之间的引力。

这种引力决定了物体在地球上的运动轨迹和速度。

2. 科学推理与三定律:牛顿的三定律是动力学的基石之一。

第一定律陈述了物体在无外力作用下保持静止或匀速直线运动的状态;第二定律描述了物体在力的作用下发生加速度变化;第三定律阐释了物体之间相互作用力的相等性和反向性。

二、运动学和动力学关系:解析运动的性质1. 运动学的定义和应用:运动学研究物体运动的几何性质,包括位置、速度和加速度等。

它通过分析物体运动曲线和速度变化规律,揭示了运动的特点和规律。

2. 动力学的定义和应用:动力学研究物体运动的力学性质,包括力、质量和加速度等。

它通过分析物体的受力情况和受力原理,揭示了物体运动的原因和结果。

三、运动规律的应用与拓展:探索动力学的实践意义1. 物体自由落体运动:自由落体是物体只受重力作用下的运动过程,通过分析自由落体运动速度和加速度的关系,可以计算物体下落的时间和距离。

2. 物体平抛运动:平抛运动是物体在水平方向上以一定初速度投掷后运动的过程,通过分析平抛运动的加速度和运动轨迹,可以预测物体的飞行距离和时间等。

3. 牛顿运动定律在实际生活中的应用:牛顿运动定律可应用于机械、航空、汽车等领域,通过分析受力情况和受力大小,设计和改进相关设备,提高效率和安全性。

综上所述,动力学是研究物体运动和力学规律的学科。

通过牛顿运动定律、运动学和动力学的关系以及运动规律的应用与拓展,我们可以深入理解物体的运动行为和变化规律。

同时,动力学的应用也极大地丰富了我们对实际生活中各种运动问题的认知,帮助我们改进和优化相关技术和工程设备。

大物动力学知识点总结

大物动力学知识点总结

大物动力学知识点总结1. 动力学概念动力学是研究物体运动规律的科学,它描述了物体的运动方式和变化规律。

动力学研究范围包括物体的速度、加速度和力学等相关问题。

动力学的研究对于分析物体的运动方式、设计运动控制系统等具有重要意义。

2. 牛顿运动定律牛顿运动定律是动力学研究的基础,它分为三条定律:- 第一定律:一个物体如果没有受到力的作用,将保持静止状态或匀速直线运动的状态。

- 第二定律:物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比,方向与此作用力一致。

- 第三定律:任何一个物体都受到另一个物体的作用力,两个作用力大小相等、方向相反。

3. 力的组合力的组合是动力学研究的关键问题之一,根据牛顿第二定律,物体所受的合力决定了物体的运动状态。

在实际问题中,物体受到多个不同方向的力的作用,合力的方向和大小将决定物体的加速度。

4. 动力学方程动力学方程是描述物体运动规律的数学形式,常见的动力学方程包括牛顿第二定律和万有引力定律。

这些方程描述了物体的运动状态与作用力之间的关系,为解决物体的运动问题提供了数学工具。

5. 刚体动力学刚体动力学是研究刚体运动规律的学科,它描述了刚体的运动方式和变化规律。

刚体的运动包括平移运动和旋转运动,刚体动力学研究了刚体的受力和角动量等相关问题。

6. 动能和势能动能和势能是动力学研究的重要概念,它们用来描述物体的能量状态和能量转化。

动能与物体的速度有关,势能与外力场的性质有关,它们之间的转化关系是动力学研究的核心问题。

7. 马达和发动机马达和发动机是动力学研究的应用领域,它们将动力学理论应用于实际问题中。

马达和发动机的工作原理基于动力学方程,利用电磁力或热力等形式的力来驱动机械运动。

8. 运动控制系统运动控制系统是将动力学理论应用于工程实践的重要领域,它涉及机器人控制、航天器控制、汽车控制等多个方面。

运动控制系统利用动力学理论分析物体的运动状态,设计控制算法来实现特定的运动规划。

9. 力学模型力学模型是动力学研究的重要工具,它将物体的运动规律抽象为数学模型,利用数学方法来分析物体的运动状态。

动力学知识点小结

动力学知识点小结

动力学知识点小结动力学是物理学的一个重要分支,它主要研究物体的运动与所受力之间的关系。

在我们的日常生活和众多科学领域中,动力学都有着广泛的应用。

接下来,让我们一起深入了解一下动力学的关键知识点。

首先,我们来谈谈牛顿运动定律。

这是动力学的基础,由艾萨克·牛顿爵士提出。

牛顿第一定律,也被称为惯性定律,它指出:任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。

这意味着如果一个物体没有受到力的作用,它要么静止不动,要么就会一直以恒定的速度直线运动。

比如说,在光滑水平面上滑行的冰球,如果没有摩擦力和其他外力的影响,它会一直滑下去。

牛顿第二定律是动力学中非常核心的一个定律。

它表明,物体的加速度与作用在它上面的合力成正比,与物体的质量成反比。

用公式表达就是 F = ma ,其中 F 是合力,m 是物体的质量,a 是加速度。

这个定律告诉我们,当我们对一个物体施加更大的力时,它的加速度就会更大;而如果物体的质量越大,要产生相同的加速度就需要更大的力。

例如,推动一辆小汽车比推动一辆大卡车要容易得多,因为大卡车的质量大,需要更大的力才能产生相同的加速度。

牛顿第三定律指出,相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。

比如,当你站在地上用力推墙时,墙也会以同样大小的力推你,只是因为墙的质量很大,所以它的运动不明显。

接着,我们说一说常见的力。

重力是大家都非常熟悉的一种力,它的大小等于物体的质量乘以重力加速度,方向总是竖直向下。

比如苹果从树上掉落,就是因为受到了重力的作用。

摩擦力在我们的生活中也无处不在。

它可以分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。

静摩擦力是当物体有相对运动趋势但还没有发生相对运动时产生的力;滑动摩擦力则是当物体在表面上滑动时产生的阻力;滚动摩擦力相对较小,比如车轮滚动时受到的阻力。

摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、压力等因素有关。

另外,还有弹力。

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1.2.2 化学动力学方程定量描述反应速率与影响反应速率因素之间的关系式称为化学动力学方程。

影响反应速率的因素有反应温度、组成、压力、溶剂的性质、催化剂的性质等。

然而对于绝大多数的反应,影响的最主要因素是反应物的浓度和反应温度。

因而化学动力学方程一般都可以写成:),(T c f r i =± (1-12)式中 i r ——组分i 的反应速率,)./(3h m kmol ;c ——反应物料的浓度向量,3/m kmol ;T ——反应温度,K 。

式(1-12)表示反应速率与温度及浓度的关系,称为化学反应动力学表达式,或称化学动力学方程。

对一个由几个组分组成的反应系统,其反应速率与各个组分的浓度都有关系。

当然,各个反应组分的浓度并不都是相互独立的,它们受化学计量方程和物料衡算关系的约束。

在恒温条件下,化学动力学方程可写成:),,( B A i c c kf r =± (1-13)式中 ,,B A c c ——A 、B 、…组分的浓度,3/m kmol ;k ——反应速率常数,].)/[(131h m kmol n n --;在非恒温时,化学动力学方程可写成:),,()(' B A i c c f T f r =± (1-14)式中)('T f k =,其值与组分的浓度无关。

反应速率常数是温度的函数,其关系式可用阿累尼乌斯(Arrhenius)方程表示:)exp(0RTE A k -= (1-15) 式中:0A ——指前因子,也称频率因子,].)/[(131h m kmol n n --;E ——反应活化能,kmol kJ /;R ——气体通用常数,[)/(314.8K kmol kJ R ⋅=];各组分浓度对反应速率的影响表示为),,( B A c c f ,具体表示形式由实验确定,通常采用以下两种形式:(1) 幂函数型21),,(ααB A B A c c c c f = (1-16)(2) 双曲线型m B B A A B A B A c K c K c c c c f ]1[),,(21 +++=αα(1-17) 式中 21,αα…——反应级数;B A K K ,——组分A 、B …的吸附平衡常数;m ——吸附中心数。

1.3 均相反应动力学均相反应是指在均一的液相或气相中进行的化学反应,有很广泛的应用范围。

如烃类的热裂解为典型的气相均相反应,而酸碱中和、酯化、皂化等则为典型的液相均相反应。

研究均相反应过程,首先要掌握均相反应的动力学。

它是不计过程物理因素的影响,仅研究化学反应本身的速率规律,也就是研究物料的浓度、温度以及催化剂等因素对化学反应速率的影响。

在均相反应系统中只进行如下不可逆化学反应:sS rR bB aA +−→−+其动力学方程一般都可用式(1-18)表示:21ααB A i i c c k r =± (1-18)则同一反应的不同组分消耗速率可分别表示为:211)(αατB A A A A c c k d dn V r =-=- (1-19) 211)(αατB A B B B c c k d dn V r =-=- (1-20) 对于气相反应,由于分压与浓度成正比,也常常使用分压来表示:211)(αατB A p A A p p k d dn V r =-=- (1-21)其中 n A A p RT k RT k k )()(21==+αα (1-22) 式中:p k ——以分压表示的反应速率常数,)../(3n Pa h m kmol ,n ——总反应级数。

一般说来,可以用任一与浓度相当的参数来表达反应的速率,但动力学方程式中各参数的因次单位必须一致。

如当121==αα时,式(1-18)中的反应速率的单位为)./(3h m kmol ,浓度的单位为kmol/m 3,则反应速率常数k 的单位为)./(3h kmol m ;而在式(1-21)中,若反应速率的单位仍为)./(3h m kmol ,分压的单位为Pa ,则p k 的单位为)../(23Pa h m kmol 。

为了能深刻理解动力学方程,结合《基础化学》中的内容,就动力学方程中的反应级数21,αα…,以及反应速率常数k 和活化能E 加以讨论。

1.3.1反应分子数与反应级数在讨论反应的分子数和级数之前,有必要先区别一下单一反应和复杂反应、基元反应和非基元反应。

1 单一反应所谓单一反应,是指只用一个化学反应式和一个动力学方程式便能代表的反应,而复杂反应则是有几个反应同时进行,因此,就要用几个动力学方程式才能加以描述。

常见的复杂反应有:连串反应、平行反应、平行-连串反应等。

设有一单一反应,其化学反应式为:S P B A +→+假定控制此反应速率的机理是单分子A 和单分子B 的相互作用或碰撞,而分子A 与分子B 的碰撞数就决定了反应的速率。

在给定的温度下,由于碰撞数正比于混合物中反应物的浓度,所以A 的消耗速率为:B A A A c c k r =-)( (1-23)2 基元反应与反应分子数如果反应物分子在碰撞中一步直接转化为产物分子,则称该反应为基元反应。

此时,根据化学反应式的计量系数可以直接写出反应速率式中各浓度项的指数。

若反应物分子要经过若干步,即经由几个基元反应才能转化成为产物分子的反应,则称为非基元反应。

以H 2和Br 2之间的反应为例说明基元反应和非基元反应的关系:HBr Br H 222→+实验得知此反应系由以下基元反应组成:⋅→Br Br 22 [A]⋅+→+⋅H HBr H Br 2 [B]⋅+→+⋅Br HBr Br H 2 [C]⋅+→+⋅Br H HBr H 2 [E]22Br Br →⋅ [F]其动力学方程式为:2222211Br HBr Br H HBr c c k c c k r += (1-24) 本例中包括了五个基元反应,其中每一个基元反应都真实地反映了直接碰撞接触的情况。

[A]反应是Br 2的离解,实际上参加反应的分子数是一个,称之为单分子反应;[B]反应是由两个分子碰撞接触的,称为双分子反应。

所以,所谓单分子、双分子、三分子反应,是针对基元反应而言的。

非基元过程因为并不反映直接碰撞的情况,故不能称为单分子或双分子反应。

3 反应级数反应的级数,是指动力学方程式中浓度项的指数,它是由实验确定的常数。

对基元反应,反应级数21,αα…即等于化学反应式的计量系数值,而对非基元反应,都应通过实验来确定。

一般情况下,反应级数在一定温度范围内保持不变,它的绝对值不会超过3,但可以是分数,也可以是负数。

反应级数的大小反映了该物料浓度对反应速率影响的程度。

反应级数的绝对值愈高,则该物料浓度的变化对反应速率的影响愈显著。

如果反应级数等于零,在动力学方程式中该物料的浓度项就不出现,说明该物料浓度的变化对反应速率没有影响;如果反应级数是负值,说明该物料浓度的增加反而阻抑了反应,使反应速率下降。

总反应级数等于各组分反应级数之和,即n = +++321ααα。

综上所述,在理解反应级数时必须特别注意以下二点:(1)反应级数不同于反应的分子数,前者是在动力学意义上讲的,后者是在计量化学意义上讲的。

(2)反应级数高低并不单独决定反应速率的快慢,反应级数只反映反应速率对浓度的敏感程度。

级数愈高,浓度对反应速率的影响愈大。

表1-1列举了不同级数反应的反应速率随浓度的变化情况。

表1-1 不同级数反应的反应速率随浓度的变化由表可见,除零级反应外,随着转化率提高,反应物浓度下降,反应速率显著下降,二级反应的下降幅度较一级反应更甚。

特别在反应末期,反应速率极慢。

由此不难想象,当要求高转化率时,反应的大部分时间将用于反应的末期。

1.3.2反应速率常数k 和活化能E1 反应速率常数k由式(1-18)可知,当B A c c 和均等于1时,k r i =±。

说明k 就是当反应物浓度为1时的反应速率,因此又称反应的比速率。

k 值大小直接决定了反应速率的高低和反应进行的难易程度。

不同的反应有不同的反应速率常数,对于同一个反应,速率常数随温度、溶剂、催化剂的变化而变化。

2 活化能E温度是影响反应速率的主要因素之一。

大多数反应的速率都随着温度的升高而增加,但对不同的反应,速率增加的快慢是不一样。

范霍夫(Van’t Hoff ) 曾根据实验事实总结出一条近似规律,温度每升高10K ,反应速率大约增加2~4倍。

因此k 即代表温度对反应速率的影响项,在所有情况下,反应速率随温度的变化规律符合式(1-15)阿累尼乌斯关系式:)exp(0RTE A k -= (E 是物质的活化能) 根据现有的化学反应规律可知,反应物分子间相互接触碰撞是发生化学反应的前提,但是只有已被“激发”的反应物分子——活化分子之间的碰撞才有可能发生化学反应。

使反应物分子“激发” 所需给予的能量即为反应活化能,这就是活化能的物理含义。

可见活化能的大小是表征化学反应进行难易程度的标志。

活化能高,反应难于进行;活化能低,则容易进行。

但是活化能E 不是决定反应难易程度的唯一因素,它与频率因子0A 共同决定反应速率。

“激发”态的活化分子进行反应,转变成产物。

产物分子的能量水平或者比反应物分子高,或是比其低。

而反应物分子和产物分子间的能量水平差异即为反应的热效应——反应热。

图1-2表明了吸热反应和放热反应的能量示意图。

显然,反应热和活化能是两个不同的概念,它们之间并无必然的大小关系。

图1-2 吸热反应和放热反应的能量示意图以阿累尼乌斯公式中反应速率常数k 对温度T 求导,整理可得:RTE T dT k dk =// (1-25) 由式(1-25)可见,反应活化能直接决定了反应速率常数对温度的相对变化率大小,因此它是反应速率对反应温度敏感程度的一种度量。

活化能愈大,温度对反应速率的影响就愈显著,即温度的改变会使反应速率发生较大的变化。

例如在常温下,若反应活化能E 为42kJ/mol ,则温度每升高1℃,反应速率常数约增加5%;如果活化能为126kJ/mol ,则将增加15%左右。

当然,这种影响的程度还与反应的温度水平有关。

总之,在理解化学反应的重要特征——活化能E 时,应当注意以下三点:(1)活化能E 不同于反应的热效应,它并不表示反应过程中吸收或放出的热量,而只表示使反应分子达到活化态所需的能量,故与反应热效应并无直接的关系。

(2)活化能E 不能独立预示反应速率的大小,它只表明反应速率对温度的敏感程度。

E 愈大,温度对反应速率的影响愈大。

除了个别的反应外,一般反应速率均随温度的上升而加快。

E 愈大,反应速率随温度的上升而增加得愈快。

(3)对于同一反应,即当活化能E 一定时,反应速率对温度的敏感程度随着温度的升高而降低。

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