ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Число г и свойства зкспоиеиты из "Как превращаются вещества Выпуск 36" Трудно предсказать, как долго окажется правильным последнее определение. Кажется, что оно, как и приведенное ранее определение вещества, всеобъемлюще и изменяться уже не будет. Но так же, наверное, полагали и химики прошлых времен, определяя химическую реакцию. [c.16] Химиками разных стран было заключено соглашение считать теплоту, которую надо затратить для проведения реакции, положительной, а теплоту, выделяющуюся в ходе реакции, —отрицательной. [c.19] Скорость реакции, измеренная как изменение концентрации реагирующих веществ за единицу времени, ие будет зависеть от объема. В пробирке, где имелось 5 мл смесу , а реагировало миллион молекул в 1 с, скорость реакции, выраженная в единицах концентрации, будет та же, что и в колбе, где число прореагировавших молекул в 100 раз больше, но в 100 раз больше н объем. Итак, скоростью химической реакции является изменение числа реагирующих молекул в единице объема за единицу времени. С уменьшением кон центр а цин реагирующих веществ по ходу реакции будет уменьшаться число молекул этих веществ и соответственно число столкновений, приводящих к реакции. Скорость по мере прохождения реакции будет падать. Для одного и того же химического превращения скорость реакции, измеренная в разные моменты времени, будет величиной различной, определяющейся концентрациями веществ, которые были в момент изм ения. Таким образом, скорость химической реакции является мгковеииой скоростью. [c.24] Скорость химической реакции — тангенс угла наклона касательных уменьшается по ходу реакции. [c.25] Величины показателей степени при концентрациях реагентов называют порядком реакции по данному вш1еству. Для простых реакций порядок по веществу совпадает со стехнометрическим коэффициентом этого вещества в записи уравнения химической реакции. В более сложных случаях порядок может оказаться дробным или даже отрицательным. Заметим также, что не все химические реакции могут быть описаны уравнением закона действующих масс. [c.26] Константу скорости реакции k нельзя ии измерить, ни вычислить, если неизвестен суммарный порядок реакции — сумма порядков по отдельным реагентам. [c.26] Экспериментально установленное выражение для скорости показывает, что реакция не осуществляется в результате прямого взаимодействия СО н lg. Фигурирующая в уравнении константа скорости не характеризует прямого взаимодействия молекул СО с молеку ламн С1 и называется лоэтому эффективной. Размерность эффективной константы скорости может быть различной и определяется суммарным порядком реакции. В рассмотренной реакции суммарный порядок равен 2,5. [c.27] Таким образом, константа скорости реакции не зависит ни от выбранного объема системы, ни от концентрационных условий проведения реакции и является индивидуальной характеристикой реакции. [c.27] Напомним н другой, широкоизвестный пример, демонстрирующий коварные свойства показательной функции. Когда индийский мудрец Сета пришел к правителю с новой игрой — изобретенными им шахматами, правитель предложил ему любую награду на выбор. Сета пожелал расплату зерном, а условия поставил такие на первую клетку шахматной доски кладется одно зерио, на вторую — два, на третью — четыре и так далее — на каждую следующую клетку — вдвое больше зерен, чем на предыдущую. Правитель, незнакомый со свойствами показательной функции, приказал отдать Сете его мешок с зерном. При подсчете же оказалось, что запасов зерна на всен планете не хватит для того, чтобы расплатиться по предложенному тарифу. На одной только последней клетке должно было быть 2 = 1,8-10 зерен Ю т зерна. Искушенный читатель заметит да это же никакая не экспонента, а всем известная геометрическая прогрессия. Все верно. Геометрическая прогрессия и есть показательная функция с натуральным аргументом. Точнее (исторически и логически), показательная функция — это распространение области определения геометрической прогрессии иа все действительные числа. Родственная связь показательной функции с геометрической прогрессией (последовательность, в которой каждый следующий член в определенное число раз отличается от предыдущего) определяет ее широчайшую распространенность. Во всех случаях, когда скорость изменения величины пропорциональна самой величине, решением уравнения будет показательная функция. Еще одна формулировка если приращение функции при фиксированном изменении аргумента пропорционально самой функции — эта функция Показательная. [c.29] Процессов и явлений природы, которые подчиняются этому прииципу, — великое множество. Все без исключения процессы колебаний, законы изменения во времени численности населения, форма бельевой веревки, натянутой между двумя кольями, законы радиоактивного распада и Многое другое описываются с помощью показательной функции. [c.29] Подчеркнем, что хотя глубина отсчитывается от уровня моря, давление относится к воздушной среде. Только в этом случае давление будет нарастать экспоиенщ1ально. Путешествие в морские глубины покажет линейное нарастание давления. Главное отличие между водой н воздухом связано с несжимаемостью воды. По этой причине каждый следую-ш,и сантиметр водяного столба добавляет к давлению ту же величину, что и предыдущий. В случае воздуха каждый следующий сантиметр сжат сильнее предыдущего, от него и вклад больше. Поэтому и зависимость экспоненциальная. [c.32] Рассмотрение области /1 0 соответствовало мысленному путешествию на воздушном шаре. Совершим теперь путе шествие в глубокую шахту — тоже мысленно. Прн погру женин на глубину 5 км давление достигнет двух атмосфер Такие глубины в шахтах технически вполне достижимы Известен факт — попытка группы французских промыш ленников отметить открытие новой глубинной шахты непосредственно в шахте. Участники торжества были неприятно удивлены плохим качеством шампанского — оно совершенно не пенилось. Одиако основанием для недовольства была лишь забывчивость. В отличие от них мы с вами знаем, что давление экспоненциально растет с глубиной, и не удивляемся отсутствию пузырьков газа в шампанском. Мы даже беремся предсказать, что станет с участниками встречи прн подъеме на поверхность — шампанское обретет свое качество и вспенится, но уже внутри желудка. [c.32] Вернуться к основной статье