Dynamic equilibrium: equal rates, continuing reactions
Введено| English | Значение |
|---|---|
| closed system/kləʊzd ˈsɪstəm/ | закрытая система |
| dynamic equilibrium/daɪˈnæmɪk ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ | динамическое равновесие |
Что могло бы объяснить это наблюдение?
- В закрытом сосуде для реакции может наблюдаться постоянный состав, в то время как частицы все еще реагируют в обоих направлениях. Равенство скоростей поддерживает неизменность общих количеств.
- Начните с гипотезы. Укажите величины или признаки, которые вы будете сравнивать, затем определите, какие доказательства могут различить два объяснения.
Построение модели
- Когда обратимая реакция протекает в аппарате, препятствующем выходу реагентов и продуктов, равновесие достигается, когда прямая и обратная реакции протекают с точно одинаковой скоростью. Состояние динамическое: оба направления продолжаются. При фиксированных условиях количества реагентов и продуктов остаются постоянными, но они не обязательно равны. Закрытая система предотвращает потерю материи; она не обязательно предотвращает передачу энергии для поддержания заданной температуры.
- Динамическое равновесие: Состояние закрытой системы с равными продолжающимися скоростями прямой и обратной реакций; Закрытая система: Система, предотвращающая выход или вход реагентов и продуктов во время указанного сравнения.
Which pair must be equal at dynamic equilibrium?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Equilibrium is dynamic: forward and reverse reactions continue at EQUAL RATES, so concentrations stay constant. The concentrations themselves are usually unequal, and equal masses are irrelevant.
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
- Начиная преимущественно с реагентов, скорость прямой реакции может быть высокой, тогда как скорость обратной реакции изначально низка. По мере накопления продуктов обратная реакция становится возможной чаще, пока скорости не сравняются в рамках данной модели. График скорости реакции должен показывать сходимость к одному и тому же ненулевому значению. График состава может выравниваться на разных уровнях количеств реагентов и продуктов. Определите, какая величина отложена по оси, прежде чем утверждать, что две кривые должны пересечься.
- Используйте исходную модель подсчета частиц или предоставленные данные при фиксированных условиях и без потерь материи. Подсчитайте события прямой и обратной реакций за равные временные интервалы. Их разница дает чистое изменение для модели A ⇌ B «один к одному». Не создавайте герметичный нагреваемый химический аппарат для демонстрации этой идеи; безопасные школьные демонстрационные установки требуют одобренного контейнирования и контроля температуры. Модель подсчета иллюстрирует баланс, но не доказывает конкретный закон скорости реальной химической реакции.
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: в закрытой системе A ⇌ B за одну секунду происходит 18 прямых и 18 обратных событий. Изменение количества B равно 18−18=0, хотя всего произошло 36 событий реакции. Если в среднем остаются частицы 70 A и 30 B, то эти неравные количества совместимы с равновесием. В более ранний интервал при 20 прямых и 12 обратных событиях чистое увеличение B составляет восемь, и система ещё не достигла равновесия.
В модели однонаправленного процесса A ⇌ B за одну секунду протекают 22 прямых и 22 обратных событий. Найдите чистое изменение количества вещества B. Используйте ту же последовательность: известные величины → модель → соотношение → подстановка → единицы и интерпретация.
In a one-to-one A ⇌ B model, 22 forward and 22 reverse events occur in one second. Find net change in B count.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
The result is 0 particles. Known: 22 forward and 22 reverse events per second in a 1:1 A-B model. Net change in B = forward - reverse = 22 - 22 = 0 particles per second. Thirty-six events occur while the count stands still - that is "dynamic".
Проверьте вывод и его ограничения
- Постоянные количества не означают, что частицы неподвижны или реакция остановилась. В установившейся системе с открытым потоком также могут наблюдаться постоянные измеряемые количества, поэтому одного лишь постоянства недостаточно для установления равновесия в закрытой системе. Равенство масс, концентраций и чисел молекул не является требуемым условием: требуется равенство скоростей. Прогнозы изменений условий рассматриваются отдельно и относятся только к уровню Higher.
- Вернитесь к первоначальному наблюдению. Объясните, что подтверждает результат, при каких условиях он верен и каким образом можно проверить конкурирующее объяснение.
При динамическом равновесии обе химические реакции прекращаются. Это утверждение неверно: динамическое равновесие означает, что реакции продолжаются в обоих направлениях с одинаковыми скоростями. На уровне частиц всё продолжается; нулевым является только наблюдаемое ЧИСТОЕ изменение.
Динамическое равновесие: равные скорости, продолжающиеся реакции. Начиная с преобладания реагентов, скорость прямой реакции может быть высокой, а скорость обратной — изначально низкой. По мере накопления продуктов обратная реакция становится возможной чаще, пока скорости не сравняются в рамках данной модели. График скорости реакции должен показывать сходимость к одному и тому же ненулевому значению. График состава может выйти на плато при разных количествах реагентов и продуктов. Определите, какая величина отложена по оси, прежде чем утверждать, что две кривые должны пересечься.
At dynamic equilibrium both chemical reactions have stopped.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Dynamic equilibrium means the reactions keep running in both directions at matching rates. Everything continues at the particle level; only the observable NET change is zero.
A closed-system state with equal continuing forward and reverse reaction rates: write the technical term.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
dynamic equilibrium means A closed-system state with equal continuing forward and reverse reaction rates.