Voiko nopeus olla negatiivinen? Kokeessa saavutettiin valopulssin suuri negatiivinen ryhmänopeus optisessa kuidussa. Mikä on kemiallisen reaktion nopeusvakio
Fysikaalisen kemian koekysymykset (kemiallinen kinetiikka ja sähkökemia)
1. Missä olosuhteissa nopeusvakio on kemiallinen reaktio A + B àC on yhtä suuri kuin reaktionopeus, eli W = K?
1) alkuainekemiallisissa reaktioissa;
2) kun reagoivat komponentit ovat kaasufaasissa;
3) kun reagoivien komponenttien pitoisuudet ovat yhtä kuin yksikkö,
eli CA = CB = 1;
4) kun reaktio tapahtuu faasirajalla;
5) nopeusvakio ei voi olla yhtä suuri kuin reaktionopeus.
2. Mikä on kemiallisen reaktion nopeusvakion fysikaalinen merkitys?
1) nopeusvakio on yhtä suuri kuin kemiallisen reaktion nopeus, jos se etenee kaasufaasissa;
2) nopeusvakio on yhtä suuri kuin kemiallisen reaktion nopeus, jos reagoivien aineiden pitoisuudet ovat yhtä;
3) nopeusvakio on yhtä suuri kuin reaktionopeus, jos se etenee vaiheen rajalla;
4) nopeusvakiolla ei ole lainkaan fyysistä merkitystä;
5) nopeusvakio on yhtä suuri kuin elementaaristen yksivaiheisten kemiallisten reaktioiden nopeus.
3. Mikä on kemiallisen reaktion nopeusvakio?
1) nopeusvakio on elementaarisen, yksivaiheisen reaktion ominaisnopeus;
2) nopeusvakio on kaasufaasissa tapahtuvan kemiallisen reaktion nopeus;
3) nopeusvakio on rajapinnalla tapahtuvan kemiallisen reaktion nopeus;
4) nopeusvakio on kemiallisen reaktion nopeus, kun reagoivien aineiden pitoisuudet ovat yhtä, eli CA = CB = 1 ja W = K reaktiolle A + B à C;
5) nopeusvakio on kemiallisen reaktion nopeus, kun reagoivat aineet käyttäytyvät kuin ihanteellisten kaasujen molekyylit.
4. Mikä on nollan kertaluvun kemiallisen reaktionopeusvakion mitta?
1) kons.-1aika-1; 2) kons.1 aika-1; 3) aika-1;
5) kons.2aika-1; 5) kons.-2time-1.
5. Mikä on ensimmäisen kertaluvun kemiallisen reaktion nopeusvakion mitta?
1) kons.-1aika-1; 2) kons.1aika-1; 3) aika-1; 4) kons.-2time-1; 5) pitoisuus -1.
6. Mikä on toisen kertaluvun kemiallisen reaktion nopeusvakion mitta?
1) kons.-1aika-1; 2) kons.1aika-1; 3) aika-1; 4) kons.-2time-1;
5) pitoisuus -1 aika-2.
7. Mikä on kemiallisen reaktion nopeus?
1) kemiallisen reaktion nopeus määräytyy aika- ja tilavuusyksikköä kohti reagoivien molekyylien lukumäärän perusteella;
2) kemiallisen reaktion nopeus määräytyy alkuainekemiallisen toimenpiteen lähtöaineiden pitoisuuden muutoksen perusteella;
3) kemiallisen reaktion nopeus määräytyy alkuaineen pitoisuuden laskun perusteella kemiallisessa elementaarisessa toimessa;
4) kemiallisen reaktion nopeus määräytyy lähtöaineen ja tuloksena olevien aineiden pitoisuuden muutoksen perusteella;
5) kemiallisen reaktion nopeus määräytyy lähtöaineiden pitoisuuden tulon perusteella.
8. Voiko reaktion nopeus olla negatiivinen? Mitä tietue W \u003d - dCA / dt tarkoittaa reaktiolle Aà SISÄÄN.
1) kyllä, nopeus voi olla negatiivinen arvo ja siten ennätys
W = - dCA/dt on oikein;
2) nopeus ei voi olla negatiivinen arvo ja siten syöttö
W = - dCA/dt ei ole oikein;
3) nopeus ei voi olla negatiivinen arvo, ja tietue osoittaa, että reaktionopeus määräytyy lähtöaineen pitoisuuden laskun perusteella;
4) kyllä, nopeus voi olla negatiivinen arvo, ja syöttö tarkoittaa, että reaktio tapahtuu katalyytin pinnalla;
5) kyllä, nopeus voi olla negatiivinen arvo, ja tietue tarkoittaa, että reaktio tapahtuu vaiheen rajalla.
9. Miten kemiallisen kinetiikan peruspostulaatti luetaan?
1) kemiallisen reaktion nopeus riippuu vain pitoisuudesta lopputuotteet reaktiot;
2) reaktionopeus kullakin ajanhetkellä on verrannollinen reagoivien aineiden pitoisuuden tuloon nostettuna johonkin kokonaisluku- tai murto-osaan;
3) reaktionopeus on suoraan verrannollinen kaikkien lähtöaineiden pitoisuuden tuloon;
4) reaktionopeus on nopeusvakio, kun reagoivat komponentit käyttäytyvät ideaalikaasujen molekyylien tavoin;
5) reaktionopeus on muutos lähtöaineiden pitoisuudessa pintayksikköä kohden.
10. Voiko reaktiojärjestys olla nolla, murtoluku, negatiivinen?
1) reaktion järjestys ei voi olla murto-osa ja negatiivinen, mutta se voi olla nolla;
2) reaktion järjestys voi olla vain positiivinen luku;
3) kyllä, reaktiojärjestys voi olla mikä tahansa arvo;
4) reaktiojärjestys voi saada negatiivisia ja positiivisia vain kokonaislukuja;
5) reaktion järjestys ei voi olla nolla, mutta kaikki muut arvot voivat olla.
11 . Mitä kutsutaan reaktion järjestykseksi aineen suhteen ja reaktion yleiseksi kineettiseksi järjestykseksi?
1) reaktion järjestys aineen suhteen on sen stoikiometrinen kerroin yhtälössä ja kokonaiskineettinen järjestys on niiden summa;
2) reaktion järjestys tietylle aineelle on eksponentti pitoisuudessa, joka sisältyy tyypin W = yhtälöön, ja kokonaisjärjestys (n) on yhtä suuri kuin niiden summa, eli n = n1 + n2;
3) reaktion järjestys tietylle aineelle on alkuainetoimiin osallistuvien molekyylien lukumäärä ja niiden summa on reaktion yleinen järjestys;
4) tietyn aineen reaktion järjestys on osoitus siitä, missä määrin pitoisuus nousee kineettisessä pääyhtälössä, ja niiden tulo on kemiallisen reaktion yleinen järjestys;
5) reaktion järjestys aineen suhteen on sen stoikiometrinen kerroin kemiallisen reaktion yhtälössä ja niiden tulo on yleinen järjestys.
12. Mikä on reaktion molekulaarisuus?
1) molekulaarisuus on kemiallisen reaktion elementaarisessa toiminnassa mukana olevien molekyylien lukumäärä;
2) molekulaarisuus on stoikiometristen kertoimien summa reaktioyhtälössä;
3) molekulaarisuus on muutos reagoivien molekyylien lukumäärässä aikayksikköä kohti tilavuusyksikköä kohti;
4) molekylaarisuus on muutos reagoivien molekyylien lukumäärässä kemiallisessa alkuainetapahtumassa;
5) molekulaarisuus on muodollinen arvo, joka löydetään kokeellisesti.
13. Kemiallisen reaktion A + B nopeusà C on 0,12 mol/l× s-1, ja A:n ja B:n pitoisuudet ovat vastaavasti yhtä suuret: A = 0,3 mol/l ja B = 0,2 mol/l. Mikä on tämän reaktion nopeusvakio?
15 . 10-2 (mol/l)-1 s-1; 2) 2,0 (mol/l) -1 s-1; 3) 4,2 (mol/l) -1 s-1;
4) 1.6. 10-3 (mol/l)-1 s-1; 5) 3,1 (mol/l) -1 s -1.
14. Kemiallinen reaktionopeus 2Aà B on 0,48 (mol/l)× s-1 ja pitoisuus A on 0,4 mol/l. Mikä on tämän reaktion nopeusvakio?
1) 3 (mol/l) -1 s-1; 2) 1,6 (mol/l) -1 s-1; 3) 4,8 (mol/l) -1 s-1;
4) 2,4 (mol/l) -1 s-1; 5) 4 (mol/l) -1 s -1.
15. Mikä on kemiallisen reaktion mekanismi?
1) täydellinen teoreettinen kuvaus väliaineiden muodostumisprosessista;
2) joukko vaiheita, jotka muodostavat kemiallisen reaktion;
3) mekanismi on reaktiotuotteiden odotettu saanto;
4) mekanismi on yksityiskohtainen kuvaus prosesseista ottaen huomioon radikaalit;
5) mekanismi on tapa suorittaa kemiallinen prosessi.
16. Kemiallisen reaktion A + B nopeusà C on 0,25 (mol/l)× s-1, ja A:n ja B:n pitoisuudet ovat 0,5 mol/l. Mikä on kemiallisen reaktion nopeusvakio?
1) 0,15 (mol/l) -1 s-1; 2) 0,75 (mol/l) -1 s-1; 3) 0,45 (mol/l) -1 s-1;
4) 1,0 (mol/l) -1 s-1; 5) 2,5 (mol/l) -1 s-1.
17. Eikö kemiallisen reaktion nopeus voi riippua reagoivien aineiden pitoisuudesta? Mikä on tällaisen reaktion järjestys?
1) reaktionopeus riippuu aina pitoisuudesta, kun taas reaktion järjestys voi saada mitä tahansa arvoa;
2) kyllä, voi, jos kemiallinen reaktio tapahtuu kaasufaasissa ja reaktion järjestys voi olla vain positiivinen luku;
3) kyllä, voi, jos reaktio etenee katalyytin läsnä ollessa ja reaktiojärjestys voi olla negatiivinen ja positiivinen;
4) kyllä, voi, jos reaktio etenee nollakertaisena reaktiona;
5) kyllä, voi, jos toisen reagenssien pitoisuus ylittää toisen ja reaktion järjestys voi olla murto-osa, negatiivinen ja positiivinen.
18. Miten nollakertaisen reaktion nopeus muuttuu lähtöaineen pitoisuuden mukaan?
1) nolla-asteen reaktionopeus ei riipu pitoisuudesta;
2) tällaisen reaktion nopeus kasvaa pitoisuuden kasvaessa;
3) tällaisen reaktion nopeus ensin kasvaa ja sitten laskee pitoisuuden kasvaessa;
4) tällaisen reaktion nopeus laskee monotonisesti ajan myötä, pitoisuuden kasvaessa;
5) tällaisen reaktion nopeus laskee ensin ja kasvaa sitten pitoisuuden pienentyessä.
19. Miten ensimmäisen asteen reaktion nopeusvakio liittyy puoliintumisaikaan?
1) https://pandia.ru/text/80/294/images/image003_2.png" width="59" height="45">.png" width="65" height="45">; 5)lyhytkoodit">
puhuminen selkeää kieltä, kiihtyvyys on nopeuden muutosnopeus tai nopeuden muutos aikayksikköä kohti.
Kiihtyvyys on merkitty symbolilla a:
a = ∆V/∆t tai a \u003d (V 1 - V 0) / (t 1 - t 0)
Kiihtyvyys, kuten nopeus, on vektorisuure.
a = ΔV/Δt = (ΔS/Δt)/Δt = ΔS/Δt 2
Kiihtyvyys on matka jaettuna ajan neliöllä(m/s2; km/s2; cm/s2...)
1. Positiivinen ja negatiivinen kiihtyvyys
Kiihtyvyydellä, kuten nopeudella, on merkki.
Jos auto kiihtyy, sen nopeus kasvaa ja kiihtyvyydellä on positiivinen merkki.
Autoa jarrutettaessa sen nopeus laskee - kiihtyvyydellä on negatiivinen merkki.
Luonnollisesti milloin yhtenäinen liike kiihtyvyys on nolla.
Mutta ole varovainen! Negatiivinen kiihtyvyys ei aina tarkoita hidastamista, mutta positiivinen kiihtyvyys ei aina tarkoita kiihtyvyyttä! Muista, että nopeus (kuten siirtymä) on vektorisuure. Käännytäänpä biljardipalloomme.
Anna pallon liikkua hidastuen, mutta siirry negatiivisesti!
Pallon nopeus laskee ("miinus") ja nopeudella on negatiivinen arvo suunnassa ("miinus"). Seurauksena on, että kaksi "miinusta" antaa "plussin" - positiivisen kiihtyvyysarvon.
Muistaa!
2. Keskimääräinen ja hetkellinen kiihtyvyys
Analogisesti nopeuden kanssa kiihtyvyys voi olla keskikokoinen Ja välitön.
Keskimääräinen kiihtyvyys lasketaan loppu- ja alkunopeuden erotuksena, joka jaetaan loppu- ja alkuajan erolla:
A \u003d (V 1 - V 0) / (t 1 - t 0)
Keskimääräinen kiihtyvyys eroaa todellisesta (hetkellisestä) kiihtyvyydestä tietyllä hetkellä. Esimerkiksi kun jarrupoljinta painetaan voimakkaasti, auto kiihtyy paljon ensimmäisellä hetkellä. Jos kuljettaja sitten vapauttaa jarrupolkimen, kiihtyvyys vähenee.
3. Tasainen ja epätasainen kiihtyvyys
Yllä kuvattu tapaus jarrutuksen kanssa on ominaista epätasainen kiihtyvyys- yleisin jokapäiväisessä elämässämme.
Kuitenkin on myös tasainen kiihtyvyys, josta silmiinpistävin esimerkki on painovoiman kiihtyvyys, joka on yhtä suuri kuin 9,8 m/s 2, suunnattu kohti maan keskustaa ja aina vakio.
Jotkut kemialliset reaktiot tapahtuvat melkein välittömästi (happi-vety-seoksen räjähdys, ioninvaihtoreaktiot vesiliuoksessa), toiset - nopeasti (aineiden palaminen, sinkin vuorovaikutus hapon kanssa) ja toiset - hitaasti (raudan ruoste, orgaanisten jäämien hajoaminen). Niin hitaat reaktiot tunnetaan, että henkilö ei yksinkertaisesti pysty huomaamaan niitä. Esimerkiksi graniitin muuttuminen hiekoksi ja saveksi tapahtuu tuhansien vuosien aikana.
Toisin sanoen kemialliset reaktiot voivat edetä eri tavalla nopeus.
Mutta mikä on nopeus reaktio? Mikä on tämän määrän tarkka määritelmä ja mikä tärkeintä, sen matemaattinen lauseke?
Reaktion nopeus on aineen määrän muutos yhdessä aikayksikössä tilavuusyksikössä. Matemaattisesti tämä lauseke kirjoitetaan seuraavasti:
Missä n 1 Jan 2 - aineen määrä (mol) ajanhetkellä t 1 ja vastaavasti t 2 tilavuuden omaavassa järjestelmässä V.
Kumpi plus- tai miinusmerkki (±) seisoo ennen nopeuden ilmaisua, riippuu siitä, tarkastellaanko muutosta minkä aineen - tuotteen vai reagoivan aineen - määrässä.
Ilmeisesti reaktion aikana tapahtuu reagenssien kulutusta, eli niiden lukumäärä pienenee, joten reagensseille lausekkeen (n 2 - n 1) arvo on aina pienempi kuin nolla. Koska nopeus ei voi olla negatiivinen arvo, on tässä tapauksessa miinusmerkki asetettava lausekkeen eteen.
Jos tarkastellaan tuotteen määrän, ei reagenssin, muutosta, miinusmerkkiä ei vaadita ennen nopeuden laskentalauseketta, koska lauseke (n 2 - n 1) on tässä tapauksessa aina positiivinen , koska reaktion seurauksena tuotteen määrä voi vain kasvaa.
Aineen määrän suhde n tilavuuteen, jossa tämä ainemäärä on, kutsutaan moolipitoisuudeksi KANSSA:
Siten käyttämällä molaarikonsentraation käsitettä ja sen matemaattista lauseketta, voimme kirjoittaa toisen tavan määrittää reaktionopeus:
Reaktionopeus on aineen moolipitoisuuden muutos kemiallisen reaktion seurauksena yhdessä aikayksikössä:
Reaktionopeuteen vaikuttavat tekijät
Usein on äärimmäisen tärkeää tietää, mikä määrää tietyn reaktion nopeuden ja miten siihen voidaan vaikuttaa. Esimerkiksi öljynjalostusteollisuus taistelee kirjaimellisesti jokaisesta ylimääräisestä puolesta prosentista tuotteesta aikayksikköä kohden. Loppujen lopuksi, kun otetaan huomioon jalostetun öljyn valtava määrä, jopa puoli prosenttia virtaa suureksi vuosittaiseksi taloudelliseksi voitoksi. Joissakin tapauksissa on erittäin tärkeää hidastaa mitä tahansa reaktiota, erityisesti metallien korroosiota.
Mistä sitten reaktion nopeus riippuu? Se riippuu kummallista kyllä monista eri parametreista.
Tämän asian ymmärtämiseksi kuvitellaan ensin, mitä tapahtuu kemiallisen reaktion seurauksena, esimerkiksi:
A + B → C + D
Yllä kirjoitettu yhtälö heijastaa prosessia, jossa aineiden A ja B molekyylit törmäävät toisiinsa, muodostavat aineiden C ja D molekyylejä.
Toisin sanoen reaktion tapahtumiseksi epäilemättä tarvitaan ainakin lähtöaineiden molekyylien törmäys. On selvää, että jos lisäämme molekyylien määrää tilavuusyksikköä kohti, törmäysten määrä kasvaa samalla tavalla kuin törmäysten tiheys matkustajien kanssa ruuhkaisessa bussissa kasvaa verrattuna puolityhjään.
Toisin sanoen, reaktionopeus kasvaa reagoivien aineiden pitoisuuden kasvaessa.
Siinä tapauksessa, että yksi tai useampi reagoivista aineista on kaasuja, reaktionopeus kasvaa paineen kasvaessa, koska kaasun paine on aina suoraan verrannollinen sen ainesosien molekyylien pitoisuuteen.
Hiukkasten törmäys on kuitenkin välttämätön, mutta ei riittävä ehto reaktion etenemiselle. Tosiasia on, että laskelmien mukaan reagoivien aineiden molekyylien törmäysten määrä niiden kohtuullisessa pitoisuudessa on niin suuri, että kaikkien reaktioiden on edettävä hetkessä. Näin ei kuitenkaan käytännössä tapahdu. Mikä hätänä?
Tosiasia on, että jokainen reagoivien molekyylien törmäys ei välttämättä ole tehokas. Monet törmäykset ovat elastisia - molekyylit pomppivat toisistaan kuin pallot. Jotta reaktio tapahtuisi, molekyyleillä on oltava riittävästi liike-energiaa. Vähimmäisenergiaa, joka reaktanttien molekyyleillä on oltava, jotta reaktio tapahtuisi, kutsutaan aktivaatioenergiaksi ja sitä merkitään E a. Järjestelmässä, joka koostuu suuri numero molekyylejä, molekyylit jakautuvat energian mukaan, joillakin niistä on matala energia, toisilla suuria ja keskikokoisia. Kaikista näistä molekyyleistä vain pienellä osalla molekyyleistä on aktivoitumisenergiaa suurempi energia.
Kuten fysiikan kurssista tiedetään, lämpötila on itse asiassa aineen muodostavien hiukkasten kineettisen energian mitta. Eli mitä nopeammin aineen muodostavat hiukkaset liikkuvat, sitä korkeampi on sen lämpötila. Näin ollen ilmeisesti lämpötilaa nostamalla lisäämme oleellisesti molekyylien liike-energiaa, minkä seurauksena E a:n energiaa suurempien molekyylien osuus kasvaa ja niiden törmäys johtaa kemialliseen reaktioon.
Hollantilainen kemisti Van't Hoff totesi empiirisesti jo 1800-luvulla lämpötilan positiivisen vaikutuksen reaktionopeuteen. Tutkimuksensa perusteella hän muotoili säännön, joka edelleen kantaa hänen nimeään, ja se kuulostaa tältä:
Minkä tahansa kemiallisen reaktion nopeus kasvaa 2-4 kertaa lämpötilan noustessa 10 astetta.
Tämän säännön matemaattinen esitys on kirjoitettu seuraavasti:
Missä V 2 Ja V 1 on nopeus lämpötilassa t 2 ja t 1, vastaavasti, ja γ on reaktion lämpötilakerroin, jonka arvo on useimmiten välillä 2-4.
Usein monien reaktioiden nopeutta voidaan lisätä käyttämällä katalyytit.
Katalyytit ovat aineita, jotka nopeuttavat reaktiota kulumatta.
Mutta kuinka katalyytit onnistuvat lisäämään reaktion nopeutta?
Muista aktivointienergia E a . Molekyylit, joiden energia on pienempi kuin aktivointienergia, eivät voi olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa katalyytin puuttuessa. Katalyytit muuttavat reittiä, jolla reaktio etenee, samalla tavalla kuin kokenut opas tasoittaa retkikunnan reitin ei suoraan vuoren läpi, vaan ohituspolkujen avulla, minkä seurauksena jopa ne satelliitit, joilla ei ollut tarpeeksi energiaa kiivetä vuorelle pystyy siirtymään toiselle puolelleen.
Huolimatta siitä, että katalyyttiä ei kuluteta reaktion aikana, se kuitenkin osallistuu aktiivisesti siihen muodostaen väliyhdisteitä reagenssien kanssa, mutta reaktion lopussa se palaa alkuperäiseen tilaansa.
Edellä mainittujen reaktionopeuteen vaikuttavien tekijöiden lisäksi, jos reagoivien aineiden välillä on rajapinta (heterogeeninen reaktio), reaktionopeus riippuu myös reagoivien aineiden kosketuspinta-alasta. Kuvittele esimerkiksi alumiinimetallirae, joka heitetään koeputkeen vesiliuos suolahaposta. Alumiini - aktiivista metallia, joka pystyy reagoimaan ei-hapettavien happojen kanssa. Kloorivetyhapon kanssa reaktioyhtälö on seuraava:
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H 2
Alumiini on kiinteä aine, mikä tarkoittaa, että se reagoi vain pinnallaan olevan suolahapon kanssa. Ilmeisesti, jos lisäämme pinta-alaa rullaamalla ensin alumiinirakeet kalvoksi, saamme siten aikaan suuremman määrän alumiiniatomeja reaktiota varten hapon kanssa. Tämän seurauksena reaktionopeus kasvaa. Vastaavasti kiinteän aineen pintaa voidaan kasvattaa jauhamalla se jauheeksi.
Myös heterogeenisen reaktion nopeuteen, jossa kiinteä aine reagoi kaasumaisen tai nesteen kanssa, vaikuttaa usein positiivisesti sekoitus, mikä johtuu siitä, että sekoituksen seurauksena reaktiotuotteiden kerääntyvät molekyylit poistuvat reaktiotuotteista. reaktiovyöhyke ja uusi osa reagenssimolekyylejä "nousu".
Viimeinen huomioitava asia on myös valtava vaikutus reaktion nopeuteen ja reagenssien luonteeseen. Esimerkiksi mitä alempi alkalimetalli on jaksollisessa taulukossa, sitä nopeammin se reagoi veden kanssa, fluori reagoi nopeimmin vetykaasun kanssa kaikista halogeeneista jne.
Yhteenvetona reaktionopeus riippuu seuraavista tekijöistä:
1) reagenssien pitoisuus: mitä suurempi, sitä suurempi reaktionopeus
2) lämpötila: lämpötilan noustessa minkä tahansa reaktion nopeus kasvaa
3) lähtöaineiden kosketuspinta-ala: mitä suurempi reagoivien aineiden kosketuspinta-ala, sitä suurempi reaktionopeus
4) sekoitus, jos reaktio tapahtuu kiinteän aineen ja nesteen tai kaasun välillä, sekoittaminen voi nopeuttaa sitä.
Kiihtyvyys on nopeuden muutosnopeus. SI-järjestelmässä kiihtyvyys mitataan metreinä sekunnissa neliö (m / s 2), eli se osoittaa kuinka paljon kehon nopeus muuttuu sekunnissa.
Jos esimerkiksi kappaleen kiihtyvyys on 10 m/s 2, niin tämä tarkoittaa, että joka sekunti kohden kehon nopeus kasvaa 10 m/s. Joten, jos ennen kiihtyvyyden alkua keho liikkui vakionopeudella 100 m / s, niin ensimmäisen kiihtyvyyden liikkeen sekunnin jälkeen sen nopeus on 110 m / s, toisen jälkeen - 120 m / s jne. Tässä tapauksessa kehon nopeus kasvoi vähitellen.
Mutta kehon nopeus voi hidastua vähitellen. Tämä tapahtuu yleensä jarrutettaessa. Jos sama kappale, joka liikkuu vakionopeudella 100 m/s, alkaa hidastaa nopeuttaan 10 m/s sekunnissa, niin kahden sekunnin kuluttua sen nopeus on 80 m/s. Ja 10 sekunnin kuluttua keho pysähtyy kokonaan.
Toisessa tapauksessa (jarrutettaessa) voidaan sanoa, että kiihtyvyys on negatiivinen arvo. Itse asiassa nykyisen nopeuden löytämiseksi hidastuvuuden alkamisen jälkeen on välttämätöntä vähentää aloitusnopeudesta kiihtyvyys kerrottuna ajalla. Mikä on esimerkiksi kehon nopeus 6 sekuntia jarrutuksen jälkeen? 100 m/s - 10 m/s 2 6 s = 40 m/s.
Koska kiihtyvyys voi kestää sekä positiivisia että negatiiviset arvot, tämä tarkoittaa, että kiihtyvyys on vektorisuure.
Tarkastetuista esimerkeistä voisi sanoa, että kiihdytettäessä (nopeutta lisättäessä) kiihtyvyys on positiivinen ja jarrutettaessa negatiivinen. Asiat eivät kuitenkaan ole niin yksinkertaisia, kun olemme tekemisissä koordinaattijärjestelmän kanssa. Tässä nopeus osoittautuu myös vektorisuureeksi, joka voi olla sekä positiivinen että negatiivinen. Siksi se, mihin kiihtyvyys suunnataan, riippuu nopeuden suunnasta, ei siitä, väheneekö vai kasvaako nopeus kiihtyvyyden vaikutuksesta.
Jos kappaleen nopeus on suunnattu koordinaattiakselin positiiviseen suuntaan (esim. X), niin keho kasvattaa koordinaattiaan joka sekunti. Eli jos mittauksen alkamishetkellä ruumis oli pisteessä, jonka koordinaatti on 25 m ja alkoi liikkua vakionopeudella 5 m/s X-akselin positiiviseen suuntaan, niin yhden sekunnin kuluttua kappale on 30 m:n koordinaatissa 2 s - 35 m jälkeen. Yleensä kehon koordinaatin löytämiseksi tietty hetki aika, on tarpeen lisätä alkukoordinaattiin nopeus kerrottuna kuluneella ajalla. Esimerkiksi 25 m + 5 m/s 7 s = 60 m. Tässä tapauksessa kappale on 7 sekunnissa pisteessä, jonka koordinaatti on 60. Tässä nopeus on positiivinen arvo, koska koordinaatti kasvaa.
Nopeus on negatiivinen, kun sen vektori on suunnattu koordinaattiakselin negatiiviseen suuntaan. Anna edellisen esimerkin kappaleen alkaa liikkua ei positiiviseen, vaan negatiiviseen X-akselin suuntaan vakionopeudella. 1 sekunnin kuluttua keho on pisteessä, jonka koordinaatti on 20 m, 2 s - 15 m jälkeen jne. Nyt koordinaatin löytämiseksi sinun on vähennettävä alkuperäisestä nopeus kerrottuna ajalla. Esimerkiksi missä ruumis on 8 sekunnin kuluttua? 25 m - 5 m / s 8 s \u003d -15 m. Eli kappale on pisteessä, jonka x-koordinaatti on -15. Kaavassa laitamme nopeuden eteen miinusmerkin (-5 m / s), mikä tarkoittaa, että nopeus on negatiivinen arvo.
Kutsutaan ensimmäistä tapausta (kun kappale liikkuu X-akselin positiiviseen suuntaan) A ja toista tapausta B. Mieti, mihin kiihtyvyys suuntautuu molemmissa tapauksissa hidastuessa ja kiihtyvyydessä.
Tapauksessa A kiihdytyksen aikana kiihtyvyys suunnataan samaan suuntaan kuin nopeus. Koska nopeus on positiivinen, myös kiihtyvyys on positiivinen.
Tapauksessa A jarrutettaessa kiihtyvyys on vastakkaiseen suuntaan kuin nopeus. Koska nopeus on positiivinen arvo, kiihtyvyys on negatiivinen, eli kiihtyvyysvektori suuntautuu X-akselin negatiiviseen suuntaan.
Tapauksessa B kiihdytyksen aikana kiihtyvyyssuunta osuu yhteen nopeuden suunnan kanssa, mikä tarkoittaa, että kiihtyvyys suunnataan X-akselin negatiiviseen suuntaan (jossa nopeus onkin suunnattu sinne). Huomaa, että vaikka kiihtyvyys on negatiivinen, se silti kasvattaa nopeusmoduulia.
Tapauksessa B jarrutettaessa kiihtyvyys on nopeuden vastainen. Koska nopeudella on negatiivinen suunta, kiihtyvyys on positiivinen. Mutta samaan aikaan nopeusmoduuli laskee. Esimerkiksi alkunopeus oli -20 m/s, kiihtyvyys 2 m/s 2 . Kappaleen nopeus 3 s jälkeen on -20 m/s + 2 m/s 2 3 s = -14 m/s.
Siten vastaus kysymykseen "mihin kiihtyvyys on suunnattu" riippuu siitä, mihin sitä tarkastellaan. Nopeuteen nähden kiihtyvyys voidaan suunnata samaan suuntaan kuin nopeus (kiihdytyksen aikana) tai vastakkaiseen suuntaan (jarrutuksen aikana).
Koordinaatistossa positiivinen ja negatiivinen kiihtyvyys sinänsä ei kerro mitään siitä, onko keho hidastunut (vähensi nopeutta) vai kiihtyikö (lisäsi nopeutta). Kannattaa katsoa mihin nopeus on suunnattu.
Vivahde 1:
Tämä ilmaus
v = Dc/Dt
voit määrittää vain keskimääräisen reaktionopeuden valitulta ajanjaksolta. Tiedemiehet ovat yleensä kiinnostuneita valitun nopeudesta hetki aika, ts. niin sanottu välitön nopeus reaktio. Se määritellään funktion johdannaiseksi c(t):
v = dc/dt
Jos määritämme reaktionopeuden yhdellä reaktanteista, niin johdannaisen etumerkki c(t) on negatiivinen, koska reagoivien aineiden pitoisuudet pienenevät. Mutta päälle fyysinen merkitys nopeus ei voi olla negatiivinen. Siksi, kun käytetään reagenssipitoisuuksia:
v = -dc/dt
Vivahde 2:
Määritetään saman reaktion nopeus
H 2 + I 2 \u003d 2HI
ei vähentämällä reagenssin pitoisuutta, vaan lisäämällä tuotteen pitoisuutta:
v(HI) = dc(HI)/dt
Päädyimme v(H 2) = v(I 2), mutta ei yhtä suuri kuin v(HI)! Itse asiassa, kun vedyn ja jodin pitoisuudet pienenevät esimerkiksi 3 kertaa, jodivedyn pitoisuus kasvaa 9 kertaa (tämä näkyy reaktioyhtälön kertoimista). Jotta nopeudet olisivat yhtä suuret (ja voitaisiin puhua yhdestä reaktionopeudesta), HI:n pitoisuuden muutos aikayksikköä kohti tulisi jakaa HI:n stökiömetrisellä kertoimella.
Ladataan...
