الديناميكا الحرارية
س: عرّف الديناميكا الحرارية كما ورد في الكتاب، وما هو المبدأ الأساسي الذي تقوم عليه فيما يخص الطاقة في الكون؟
ج: الديناميكا الحرارية هي إحدى فروع علم الكيمياء الفيزيائية، وتعنى بدراسة التغيرات في الطاقة الحرارية المرافقة للتغيرات الكيميائية والفيزيائية المتنوعة. تقوم على مجموعة من القوانين تصف العلاقة بين الطاقة الحرارية والأشكال الأخرى من الطاقة، وتؤكد أن مقدار الطاقة الكلي في الكون ثابت.
س: قارن بين العمليات التلقائية وغير التلقائية من حيث الحاجة إلى مؤثر خارجي، مع ذكر مثال لكل منهما.
ج: العمليات التلقائية: هي تغيرات فيزيائية أو كيميائية تتم من تلقاء نفسها دون مؤثر خارجي (مثل ذوبان السكر في الماء الساخن). العمليات غير التلقائية: هي تغيرات لا تتم إلا بتأثير خارجي (مثل استعادة السكر من محلوله أو تحويل بخار الماء وثاني أكسيد الكربون إلى بنزين).
س: حلل الحقائق الثلاث التي تم التوصل إليها حول العمليات التلقائية.
ج: 1. إذا كانت العملية تلقائية، فإن العملية المعاكسة لها تكون غير تلقائية في الظروف العادية دون مؤثر خارجي. 2. قد تحدث العملية التلقائية بسرعة، وقد تحدث ببطء شديد. 3. تستمر العملية تلقائياً في النظام غير المتزن للوصول إلى الاتزان.
سرعة التفاعل الكيميائي وميكانيكيته
س: عرف 'التصادمات الفعالة' واذكر الشرطين الأساسيين لحدوثها كما ورد في الكتاب.
ج: التصادمات الفعالة هي عدد قليل من مجموع التصادمات الكلية التي تعد تصادماً منتجاً ومثمراً. يشترط لحدوثها: 1. أن تملك الجزيئات المتصادمة حداً أدنى من الطاقة يسمى طاقة التنشيط. 2. أن تكون الجزيئات المتصادمة ذات اتجاه مناسب لتكوين النواتج.
س: فسر العلاقة بين تركيز المواد المتفاعلة وسرعة التفاعل الكيميائي بناءً على نظرية التصادم.
ج: تتناسب سرعة التفاعل طردياً مع عدد التصادمات الكلية التي تحدث في وحدة الحجوم في الثانية الواحدة، وبزيادة تركيز المواد المتفاعلة يزداد عدد التصادمات، وبالتالي تزداد سرعة التفاعل.