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暑い夏の日に、自分が化学実験だと思ったら、涼しい日よりも早く汗をかきます。これは、気温が高いときに外にいるときの身体の反応率です。同じことは、化学反応で熱を上げる場合にも当てはまります。
温度は反応の速度定数にどのように、そしてなぜ影響するのですか？
システムの温度を上げると、各コンポーネントの平均運動エネルギーが増加します。運動エネルギーが増加すると、所定の時間内にコンポーネントがより速く動き、より頻繁に衝突します。これにより、コンポーネントは各衝突により大きなエネルギーまたは力を持ちます。活動とエネルギーの増加により、反応速度が増加し、最終製品にさらに迅速に到達します。
一方、温度を下げると、ほとんどの反応速度も低下します。
温度は拡散速度にどのように影響しますか？
拡散プロセスは、粒子が空間または容器を介して均等に分布するまで、高濃度の領域から低濃度の領域に広がる粒子によって表される受動的なプロセスです。拡散の速度は、このプロセスが行われる速さです。
熱を加えると、原子はより速く振動し、より頻繁に衝突して拡散速度を高めます。たとえば、グラスに水が入っていて、青色の食品着色料などの色を追加すると、グラス全体が明るい青に変わるまでゆっくりと混ざり合っています。非常に温かい水を使用し、青色の食品着色料を追加すると、2つはより急速に拡散または混合されます。
温度は酵母の呼吸速度にどのように影響しますか？
酵母はパンの成分であり、パンを上昇させて軽くします。酵母は砂糖を発酵させ、二酸化炭素を廃棄物として放出します。温度が高くなると、酵母は反応し、より速く発酵します。温度が上昇すると、酵母の代謝活性が高まります。これは、試験管に温水を入れ、酵母を追加して試験管内の圧力を測定することで確認できます。酵母が空気中で好気的に呼吸する場合、二酸化炭素が生成されるのと同じ速度で酸素が消費されるため、圧力に変化はありません。
温度は酵素の反応速度にどのように影響しますか？
酵素は、化学反応を加速して成分を生成物に変える高分子生物学的触媒です。酵素の温度を上げると、プロセスは急速に加速します。温度を摂氏10度上げると、ほとんどの酵素活性が50〜100％増加します。温度を摂氏1度または2度上げても、化学反応が10〜20％増加する可能性があります。