Chapter 04 · collision model

有效碰撞,不只是“撞上了”

把两个旋钮分别调高:左边保持温度不变改变浓度,右边保持容积不变改变温度。观察同一个“有效碰撞”结果背后的不同路径。

相对示意
用于比较因果
先看画布,再读指标:蓝色粒子表示能量尚未达到活化能,橙色粒子表示能量达到或超过活化能。粒子相遇还要有合适取向,才算有效碰撞。画布中的颜色和闪圈仅作分布与相遇示意,不逐个计算能量和取向;百分数为模型设定值,少量粒子按比例取整。
恒温 · 改变浓度

同样快的粒子,挤得更密

温度保持不变。浓度升高意味着单位体积内粒子数增加,粒子更常相遇;但跨过活化能的比例近似不变。

当前浏览器不能绘制 Canvas;请阅读下方指标与因果链。

未达到活化能能量足够的粒子
中等
稀一些浓一些
恒温:粒子平均运动快慢不变
单位体积粒子数20相对数量
碰撞频率趋势中等相遇机会
活化分子百分数约 35%近似不变
平均动能不变温度不变
活化能不变反应路径不变
有效碰撞趋势中等模型趋势
单位时间有效碰撞中等 ↑
恒容 · 改变温度

同样多的粒子,跑得更快

容积与粒子数保持不变。升温使平均动能增大,碰撞频率有增大趋势,且更多粒子能越过活化能门槛。

当前浏览器不能绘制 Canvas;请阅读下方指标与因果链。

未达到活化能能量足够的粒子
适中
较低较高
恒容:单位体积粒子数不变
单位体积粒子数20相对数量
碰撞频率趋势中等运动更快
活化分子百分数约 35%随温度增大
平均动能适中升温增大
活化能不变不是被升温降低
有效碰撞趋势中等模型趋势
单位时间有效碰撞中等 ↑

把滑块变化翻译成推理链

恒温增大浓度单位体积粒子数 ↑ → 碰撞频率 ↑ → 活化分子百分数约不变 → 有效碰撞 ↑

恒容升高温度平均动能 ↑ → 碰撞频率有增大趋势;活化分子百分数 ↑ → 有效碰撞 ↑

两条链都没有把“升温”写成降低活化能:在反应路径不变时,活化能是门槛本身,升温改变的是粒子能量分布。

练习:升温主要改变哪两项?

在恒容、反应路径不变时,升高温度对有效碰撞模型的主要影响是: