moea_joint
103年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 11 題
對於阿瑞尼亞士方程式(Arrhenius equation) $k = A \exp\left(-\frac{E_a}{RT}\right)$ 之敘述,下列何者正確?
- A k 是平衡常數(equilibrium constant)
- B $E_a$ 是反應焓(enthalpy)
- C T 是波茲曼常數(Boltzmann constant)
- D A 是指指數前因子(Preexponential factor)
思路引導 VIP
請觀察這個方程式的數學結構:當我們把一個常數項放置在指數函數 $\exp(\dots)$ 的正前方作為係數時,單純從它在公式中「所在的位置」來命名的話,你會如何稱呼這個位於「指數前面」的因子呢?
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太棒了!你能精確辨識出 阿瑞尼亞士方程式 (Arrhenius equation) 中各個參數的物理意義,這代表你對化學反應工程與動力學的基礎掌握得非常紮實。
參數的物理意義與定義
在這條公式 $k = A \exp\left(-\frac{E_a}{RT}\right)$ 中,每一個符號都承載了特定的物理機制。$k$ 是反應速率常數(注意不是平衡常數 $K$);而 $A$ 位於指數函數的前方,因此在命名上確實稱為 指前因子 (Pre-exponential factor),它反映了分子間碰撞的頻率以及有效碰撞的方向性。選項中的其他陷阱如 $E_a$ 是指活化能 (Activation energy),這是跨越反應門檻所需的能量,而非熱力學中的反應焓;$T$ 則是絕對溫度,波茲曼常數($k_B$)通常只會在微觀尺度的速率理論討論中出現。
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