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温度が拡散プロセスに与える影響を学び、プロセスを高速化する方法とほとんどの化学反応の速度を上げる方法を理解します。拡散とは、近くの分子と混合するか、単純に低濃度領域に移動することにより、濃縮された分子群が徐々に低濃度になるプロセスです。拡散のプロセスは、ほとんどの反応と同じように温度の影響を受けます。
単純な拡散
基本的に、拡散は粒子が広がるプロセスとして定義できます。これは一般に、彼らが集中している地域から、彼らがより低い集中している地域へです。これは、玉ねぎが入っている鍋を考えることで理解できます。タマネギから発せられる臭いは、調理用タマネギの上のパンの上部に非常に集中しています。したがって、分子は、周囲の空気などの低濃度の領域に移動します。最終的に、臭いは台所または家全体に広がります。
混合拡散
2つの異なる気体または液体が互いに近接している場合、拡散プロセスによりそれらが混合します。パーティションで区切られた2つのガスを想像してください。自由に移動するガス分子は、コンテナ内を旋回しながら中央のパーティションから跳ね返ります。パーティションを削除すると、分子が動き回るときにガスが混ざります。これは、熱力学の第二法則に関連しており、閉じたシステムでは、すべてのものがエントロピーに向かう傾向があると述べています。この目的のための「エントロピー」は、単に無秩序と定義できます。したがって、閉じたシステム内の混合されていない粒子は、混合または拡散する傾向があります。
温度と反応速度
化学反応は見た目よりも暴力的です。原子が互いに衝突して結合を形成すると、多くの反応が発生します。常温では、原子は溶液または容器内を蛇行し、たまにしか衝突しません。温度が上がると、高温の石炭の上を歩いている場合と同じように、原子の動きがずっと速くなります。これにより、衝突がより速く発生するため、反応速度が向上します。これは、化学反応の一般的なルールです。
温度と拡散
拡散のプロセスは、粒子が高濃度領域から低濃度領域に移動すること、または混合することです。これらはどちらも原子の動きに依存しているため、前述の温度の影響を受けやすくなっています。温度が上昇すると、拡散のプロセスがより迅速に発生し、より速い分子が広がり、または他の分子とより速く混合します。