Mean rates: use the change over the chosen interval
Введено| English | Значение |
|---|---|
| mean reaction rate/miːn rɪˈækʃn reɪt/ | средняя скорость реакции |
| tangent/ˈtændʒənt/ | касательная |
Что могло бы объяснить это наблюдение?
- Две реакции могут дать одинаковый конечный объем газа, но достичь его в разное время. Конечное количество и скорость образования отвечают на разные вопросы.
- Начните с гипотезы. Укажите величины или признаки, которые вы будете сравнивать, затем определите, какие доказательства могут различить два объяснения.
Построение модели
- Средняя скорость — это количество затраченного реагента, деленное на затраченное время, или количество образовавшегося продукта, деленное на затраченное время. Величины базового уровня включают массу в граммах и объем газа в см³, давая значения $\dfrac{\text{g}}{\text{s}}$ или $\dfrac{\text{cm}^3}{\text{s}}$. Если график уже показывает накопленную величину, используйте изменение между двумя указанными временами, а не только конечное показание. Кривая продукта обычно возрастает и становится менее крутой по мере расходования реагентов.
- Средняя скорость реакции: Количество затраченного реагента или образовавшегося продукта, деленное на указанный временной интервал; Касательная: Прямая линия, совпадающая с локальным направлением кривой в выбранной точке.
Gas volume rises from 10 to 30 cm³ between 20 and 60 s. Which calculation gives the interval mean rate?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Mean rate over an interval is the CHANGE in quantity divided by the CHANGE in time: (30 - 10)/(60 - 20). Using 30 alone ignores the starting value, and inverting the ratio gives seconds per cm^3 - not a rate.
Match each technical term to its precise meaning.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Use the definitions to distinguish related quantities and processes.
Выберите доказательства для проверки
- Отложите время по горизонтальной оси, а измеряемую величину — по вертикальной; укажите подписи единиц и адекватные масштабы. Более крутая кривая «продукт–время» означает более быстрое образование продукта; горизонтальный плато свидетельствует о прекращении образования измеряемого продукта. Касательная касается локального направления кривой в выбранной точке, а её крутизна указывает на скорость именно в этой точке. Построение и интерпретация касательных относятся к обоим уровням сложности; вычисление их числовых градиентов входит в программу Higher (повышенный уровень). Прямая хорда между удалёнными точками даёт среднюю скорость за интервал, но не мгновенную скорость.
- Снимайте показания с регулярными интервалами, начиная от одного и того же начального значения. Проверьте, является ли график отражением образования продукта, расхода реагента или оставшегося реагента. Количество оставшегося реагента уменьшается; его отрицательный наклон представляет собой положительную скорость расходования, если выражается через количество прореагировавшего вещества. Сравнивайте кривые в одно и то же время при одинаковых условиях. Не делайте вывод, что наличие плато доказывает полное расходование всех реагентов: необходимо учитывать влияние лимитирующего реагента, неполного сбора продукта или остановки другого процесса.
Which two habits make the investigation or model in this case more defensible?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Stating the conditions and assumptions lets others repeat the work exactly, and recording the supporting evidence lets them check the conclusion. Hiding disagreeing results removes the evidence that could challenge a wrong conclusion, and one measurement can never establish a wider claim.
Работайте с известными величинами
- Укажите известные значения и их единицы измерения. Выберите соотношение, предположения которого подходят к данному случаю, затем преобразуйте формулу перед подстановкой.
- Дано: объём газа составляет 12 см³ при 20 с и 36 см³ при 60 с. Количество образовавшегося за этот интервал = 36 − 12 = 24 см³; время = 60 − 20 = 40 с. Средняя скорость = 24 / 40 = 0.60 $\dfrac{\text{cm}^3}{\text{s}}$. В отдельном примере на основе потери массы 0.80 г улетучившегося газа за 40 с средняя скорость составит 0.020 $\dfrac{\text{g}}{\text{s}}$, если потеря массы газа рассматривается как мера реакции.
Объём газа увеличивается от 8 до 32 см³ между моментами 10 и 50 с. Найдите среднюю скорость. Используйте ту же последовательность: известные величины → модель → соотношение → подстановка → единицы и интерпретация.
Gas volume increases from 8 to 32 cm³ between 10 and 50 s. Find mean rate.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
The result is 0.6 cm³ per s. Known: volume rises from 8 to 32 cm^3 between 10 and 50 s. Change in volume = 24 cm^3; change in time = 40 s. Mean rate = 24/40 = 0.6 cm^3 per second over that interval.
Проверьте вывод и его ограничения
- Не делите 36 на 40 для расчёта скорости за интервал и не называйте конечный объём скоростью. Касательная — это графическая модель локального направления, а не новый экспериментальный след. Вычисления в моль/с выполняются только на повышенном уровне. Кривые с одинаковым плато могут иметь разные скорости, и само по себе большее плато не доказывает более высокую начальную скорость реакции.
- Вернитесь к первоначальному наблюдению. Объясните, что подтверждает результат, при каких условиях он верен и каким образом можно проверить конкурирующее объяснение.
Две кривые с одинаковым конечным объемом газа должны иметь идентичные скорости реакции. Это утверждение ложно: Конечный объем определяется количеством реагирующих веществ; скорость — это то, насколько быстро кривая достигает этого значения. Быстрая и медленная реакции с одинаковым количеством реагентов имеют общую плато, но совершенно разные кривые.
Средние скорости: используйте изменение за выбранный интервал: отложите время по горизонтальной оси, а измеренную величину — по вертикальной, с подписанными единицами и разумными масштабами. Более крутая кривая образования продукта означает более быстрое образование; горизонтальное плато означает отсутствие дальнейшего образования измеряемого продукта. Касательная касается локального направления кривой в выбранной точке, а её крутизна указывает на скорость в этой точке. Проведение и чтение касательных требуется для обоих уровней; вычисление их числовых угловых коэффициентов — только на уроке «Высокого уровня». Прямая хорда между далёкими точками даёт среднюю скорость за интервал, а не локальную скорость.
Two curves with the same final gas volume must have identical reaction rates.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
The final volume is fixed by the amounts reacting; the rate is how fast the curve gets there. A fast and a slow reaction with the same reactant amounts share a plateau but have completely different curves.
Quantity of reactant used or product formed divided by the stated time interval: write the technical term.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
mean reaction rate means Quantity of reactant used or product formed divided by the stated time interval.