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2011/11/28 18:41:21瀏覽2067|回應0|推薦2 | |
當某個化學反應把數種物質混合在一起時,這些物質會進行反應(反應速率快或慢,要看反應程序的動力如何)達到平衡位置equilibrium position。 化學原理啟迪254 1. 當某個化學反應把數種物質混合在一起時,這些物質會進行反應(反應速率快或慢,要看反應程序的動力如何)達到平衡位置equilibrium position。 2. 平衡位置的定義是正反應和逆反應速率相等的平衡點;用熱力學的觀點來看,平衡點是反應物質達到系統的最低自由能。 3. 以上這二個定義會得到同樣的一個平衡狀態,一個化學反應的平衡狀態是同時符合熱力學與動力學對平衡的要求。 4. 為了瞭解自由能與平衡之間的關係,讓我們來研究以下簡單的假設反應: A(g)←→B(g) 這個反應一開始,在容器內放 5. 當A反應變成B時,系統的整體自由能改變,產生以下的結果: A的自由能=GA=nA(G°A+ln(PA)) B的自由能=GB=nB(G°B+ln(PB)) 註:nA和nB是氣體A與氣體B的莫耳數。 6. 氣體系統的自由能 系統的全部自由能=G=GA+GB 7. 當氣體A變成氣體B,GA減少,因為PA和nA減少了;相反地,GB增加,因為PB和nB增加,反應進行往右移,同時,系統的自由能也減少(除非GB比GA少),如圖(b)。 8. 當A和B的壓力變成PeA和PeB,使得自由能GA等於GB,系統就達到平衡圖(c)。 9. 因為氣體A在壓力PeA,氣體B在壓力PeB的B時,ΔG是零,系統達到最低自由能;這時系統不再有任何驅動力使氣體A變成氣體B,或使氣體B變成氣體A,因此系統可保持在這個平衡位置(A和B的壓力保持恆定)。 n 翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》 研究心得: 1. 自由能,是指限制物質分子或原子各自獨立自由的「約束力」。 2. 所有的物質都是經由二股相反的能量制衡而產生現在的狀態,這二股力量分別是:一、使分子或原子互相吸引的凝聚力量,稱為熱含量H;二、使分子或原子彼此遠離的分散力,也就是溫度×亂度 T×S。 3. 自由能,即物質的「凝聚力」與「分散力」相減得到的結果:G=H-TS。 4. 化學反應,是指組成物質的原子從原本的組合狀態(反應物),重新排列組合成新的狀態(產物)。 5. 反應物的自由能是指:反應進行前,限制物質分子或原子各自獨立的約束力;產物的自由能是指:反應進行後,限制物質的分子或原子各自獨立的約束力。 6. 假設一個系統的反應物的自由能太高,而產物的自由能太低,代表限制反應物分子或原子各自獨立自由的約束力太強,必須降低,並且限制了產物分子或原子各自獨立自由的約束力太弱,必須調高。 7. 假設我們要進行的一個實驗,在恰當的條件下,那些物質會反應變成產物;當反應物的數量太多,也就是自由能太高,反應物就會進行化學或物理反應變成產物,這樣反應物的自由能就會下降,而產物因為數量變多,自由能就上升。 8. 當「反應物的自由能」等於「產物的自由能」,反應就達到平衡了,這也是「反應物變成產物的速率」等於「產物變成反應物的速率」;達到平衡位置,反應物不會再減少,產物也不會增加。 9. 「社會自由能」,指的是限制社團組織或個人各自獨立自由的「約束力」。它是一種凝聚力(向心力、互相依賴)與獨立自主的力量,相互抗衡的結果。 10. 「社會熱含量」,指的是一種社團組織或個人,進行官商勾結、命運共同體的力量。通常以滿足物質、權力、慾望、安全感為主。 11. 社會上有兩股力量,一是社會熱含量。二是社會的溫度×亂度。社會溫度,是一種流行、民意的熱度;社會亂度,指的是社團組織或個人追求獨立自主的力量。 12. 「社會自由能」=「社會熱含量」與「社會的溫度×亂度」,相減的結果。社會或個人有可能逐漸變得封閉、保守、強烈依賴感,也有可能變得愈來愈獨立自主。 13. 所有的人類都一樣,只要接觸新的資訊、訓練、知識、歷練……,都會多多少少產生「化學變化」,在思想、行為、生活習慣、人生觀……產生改變,有可能逐漸變得封閉、保守、強烈依賴感,也有可能變得愈來愈獨立自主。 14. 社會要進步,必須讓百姓與政治制度進行改善,讓所有社會的分子都學習新事物、接受新訓練……,但是引起的社會結構變動可能太大,造成許多人身心不適應,而產生民意反彈;但是社會改善進步的幅度如果太慢,同樣也會造成許多人身心不適應。 15. 當社會保守勢力的自由能,等於追求進步者的自由能,反應就達到平衡了,也就是社會的氣氛活潑,改革者的民意溫度與保守者的民意溫度差不多,實際上社會制度的改變是緩和而漸進,甚至感覺不到。 16. 人類歷史上大部分保守派都是權貴階級或既得利益者,他們操控比較多的政治資源、媒體資源,當然也因此比較邪惡。社會如果真的要進行改革與進步,那麼中低收入戶就必須團結起來,衝撞權貴階級,改革的自由能一定要比權貴階級的自由能大二倍以上。 17. 社會的改革力量,如果使用孫中山模式的暴力革命,對社會的衝擊太大;如果學習印度甘地的非暴力革命的模式,對改革而言沒有什麼力量。 18. 這個時代我們用街頭遊行、部落格、臉書、學術論文……等新媒體的方式,來對抗邪惡的權貴階級,把他們的醜態與言行一一記錄、公開,要求他們五育均衡並重,徹底實踐四維八德,也讓他們世世代代的子孫都知道他們敗類與邪惡的地方。這時代,人人都可以是新聞記者、歷史紀錄者、資治通鑑作者。 |
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