ينقسم العلم على نطاق واسع إلى ثلاثة مجالات - الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا. ينقسم الفرع الأول ، وهو الفيزياء ، إلى أجزاء كثيرة مثل الميكانيكية ، والإشعاعية ، والجسيمات ، والموجة ، وما إلى ذلك. من بين أهم مجالات العمل ، تعتبر الديناميكا الحرارية والحركية ضرورية لإكمال أي درجة. هذان المجالان لهما نطاق أوسع ولا يقتصران فقط على هذا النهج متعدد التخصصات.
الديناميكا الحرارية مقابل الخواص الحركية
يتمثل الاختلاف الرئيسي بين الديناميكا الحرارية وعلم الحركة في أن الأول يعتمد على الحدوث بينما يعتمد الأخير على السرعة التي قد يستمر بها تفاعل أو عملية كيميائية معينة. كلاهما يستند إلى حقائق رياضية وتخمينات علمية. تستخدم المحفزات والمثبطات وما إلى ذلك للتحكم في معدل التفاعل.
يتم تعريف الديناميكا الحرارية على أنها دراسة عفوية التفاعل. إنه يعمل على مبدأ التخمين لأن المصير المتوقع للمتفاعلات هو محور هذا التخصص.
يتم تعريف الخواص الحركية على أنها دراسة معدل التفاعل. يمكن اعتبار الجزيئات ، بالإضافة إلى المواد الأخرى ، في هذا التحويل. تتعامل الخواص الحركية مع السرعة أكثر من إمكانية حدوث رد فعل.
جدول المقارنة بين الديناميكا الحرارية والحركية
| معلمات المقارنة | الديناميكا الحرارية | حركية |
| تعريف | إنها دراسة العلاقة بين الطاقة الحرارية والأشكال الأخرى القابلة للتحويل. | إنها دراسة حركة تفاعل كيميائي في ظل ظروف جوية خاضعة للرقابة عند تطبيق القوة المناسبة. |
| النظرية الرئيسية | تتميز الديناميكا الحرارية أساسًا بمفهوم تغيير الطاقة الحرة ، والمعروف أيضًا باسم طاقة جيبس الحرة. | تعتمد الخواص الحركية على طاقة التنشيط التي تتطلبها المواد المتفاعلة للتغلب على أقرب حاجز للطاقة بحيث يمكن أن يحدث التفاعل بسرعة. |
| نطاق التطبيق | يتم تطبيقه فقط في حالة الاستقرار. | ينطبق فقط في حالة المراحل الانتقالية. |
| أهم معلمة | القوة الدافعة لتفاعل معين هي أهم عامل محدد للديناميكا الحرارية. | يعتبر التغلب على حواجز الطاقة الموجودة هو الجانب الأكثر أهمية للخواص الحركية. |
| حل المشاكل | يحل المشكلات المتعلقة بحدوث تفاعل. | يحل المشكلات المتعلقة بالسرعة التي يحدث بها التفاعل المحتمل. |
ما هي الديناميكا الحرارية؟
تجيب الديناميكا الحرارية على أسئلة مثل ما إذا كان التفاعل سيحدث أم لا. يتم تخمين الاحتمال باستخدام قوانين الديناميكا الحرارية في الحالة النقية. هناك العديد من العوامل الثابتة أيضًا ، والتي تؤثر على عفوية العملية المعينة. علاوة على ذلك ، يجب أن تتمتع المنتجات باستقرار كامن مرتفع من المتفاعلات الفردية لتفضيل الحركة اليمنى لتفاعل معين.
تعتمد الديناميكا الحرارية على انخفاض الطاقة الحرة. من الشائع أن الطاقة الحرة يمكن أن توجد في ثلاث حالات - إيجابية وسلبية وصفرية. بقدر ما يتعلق الأمر بردود الفعل العفوية المتعلقة بالديناميكا الحرارية ، فإن القيمة السلبية للطاقة الحرة هي جانب حاسم. تلعب معادلة أرهينيوس أيضًا دورًا مهمًا لأن التغيرات في درجات الحرارة لها علاقة مباشرة بالعمليات الديناميكية الحرارية.
تحافظ الديناميكا الحرارية أيضًا على التوازن. يمكن كذلك دراستها على أنها مستقرة وثابتة. عندما تتحول حالات المادة إلى أشكال أخرى قابلة للتحويل عن طريق التحكم في عوامل خارجية معينة ، يلزم قدر محدد من الطاقة لدفع المادة التفاعلية في الاتجاه الصحيح. تُعرف أيضًا باسم القوة الدافعة التي تُستخدم لتحديد الحد الأدنى من طاقة التنشيط. جوهر الديناميكا الحرارية في التفاعلات الكيميائية مرتفع بسبب التخمينات الدقيقة حول هذه المصطلحات.
ما هي الخواص الحركية؟
الوقت الذي سيتم فيه تحويل المادة المتفاعلة إلى المنتجات المرغوبة هو الخلاف الرئيسي مع الإشارة إلى النموذج الحركي. لا يوجد نقاش حول المرحلة النهائية أو مصير المنتجات بعد تركها في أفضل الظروف. وبعبارة أخرى ، فإن النظرية هي أن الخواص الحركية أكثر ديناميكية من الديناميكا الحرارية ، بغض النظر عن أصل الكلمة.
تتعامل الخواص الحركية عادةً مع تحديد المعدل ، على الرغم من عدم إمكانية استخدام قوة خارجية للتأثير على المعدل المذكور أعلاه. تساعد الحسابات المنظر على تحليل تفاعل مادتين أو أكثر مما يعزز العمل البحثي. الحالة الخاصة المطلوبة لدراسة الخواص الحركية بدقة هي حالة الانتقال. بمعنى آخر ، لا يجب أن تكون الأنظمة في حالة توازن ولكن في حالة حركة ثابتة بين عدم التوازن والتوازن (أو العكس بالعكس).
تحتاج الخواص الحركية إلى فجوة زمنية بين وضعي التحويل. توجد حواجز للطاقة يجب التغلب عليها بواسطة المواد المتفاعلة للوصول إلى حالة التوازن النهائية. وينطبق الأمر نفسه على إعادة تحويل المنتجات إلى مواد متفاعلة حسب حاجة العملية الكيميائية. في بعض الأحيان ، تساعد الخواص الحركية أيضًا في تحديد التغييرات التي تحدث في مراحل المواد أيضًا.
الاختلافات الرئيسية بين الديناميكا الحرارية والحركية
استنتاج
تختلف العمليات المختلفة بناءً على طريقة التوصيل والخصائص والنتائج النهائية والعديد من المعلمات الأخرى. بقدر ما يتعلق الأمر بالديناميكا الحرارية والحركية ، فإن اختلافاتهما أكثر تعقيدًا بفضل الشمولية. بمعنى آخر ، الديناميكا الحرارية والحركية مختلفة لكنها مرتبطة ببعضها البعض. تعتبر العلاقة المتبادلة كيميائية.
يركز العلماء بشكل أساسي على النقاط المشتركة لتأجيج ردود الفعل. البراهين الأكاديمية لكل من المعالجين لا تهم بقدر أهمية الحسابات الرياضية. يمكن النظر في القوانين والنظريات المرتبطة بعملية حل العدد في وقت واحد. الأساليب الرسومية قابلة للتطبيق أيضًا في معظم الحالات.
