1
00:00:01,400 --> 00:00:02,233
Η Θεωρία συγκρούσεων

2
00:00:02,233 --> 00:00:05,130
σχετίζεται με τις κατανομές 
Maxwell-Boltzmann.

3
00:00:05,130 --> 00:00:07,590
Αρχικά θα ξεκινήσουμε με τη 
θεωρία συγκρούσεων.

4
00:00:07,590 --> 00:00:09,970
Η θεωρία αυτή μας λέει ότι
τα σωματίδια συγκρούονται

5
00:00:09,970 --> 00:00:13,860
με κατάλληλη κινητική ενέργεια και 
προσανατολισμό

6
00:00:13,860 --> 00:00:17,370
για να ξεπεράσουν το φραγμό
της ενέργεια ενεργοποίησης.

7
00:00:17,370 --> 00:00:21,130
Ας δούμε την αντίδραση του Α με το 
ΒC

8
00:00:21,130 --> 00:00:24,420
για να σχηματιστεί ΑΒ και C.

9
00:00:24,420 --> 00:00:28,240
Στο ενεργειακό διάγραμμα, έχουμε 
τα αντιδρώντα εδώ

10
00:00:28,240 --> 00:00:29,580
στα αριστερά.

11
00:00:29,580 --> 00:00:33,660
Το άτομο του Α είναι κόκκινο,

12
00:00:33,660 --> 00:00:36,590
και έχουμε και το μόριο του BC εδώ.

13
00:00:36,590 --> 00:00:39,790
Αυτά τα δύο πρέπει να συγκρουστούν

14
00:00:39,790 --> 00:00:43,150
για να γίνει η αντίδραση,

15
00:00:43,150 --> 00:00:45,400
και αυτό πρέπει να γίνει 
με κατάλληλη ενέργεια

16
00:00:45,400 --> 00:00:48,070
για να ξεπεράσουμε την 
ενέργεια ενεργοποίησης.

17
00:00:48,070 --> 00:00:51,210
Η ενέργεια ενεργοποίησης στο 
ενεργειακό διάγραμμα

18
00:00:51,210 --> 00:00:52,250
είναι η διαφορά στην ενέργεια

19
00:00:52,250 --> 00:00:56,010
μεταξύ της κορυφής εδώ, της 
μεταβατικής κατάστασης

20
00:00:56,010 --> 00:00:57,610
και την ενέργεια των αντιδρώντων.

21
00:00:57,610 --> 00:01:01,810
Η ενέργεια εδώ είναι η 
ενέργεια ενεργοποίησης.

22
00:01:01,810 --> 00:01:04,030
Η ελάχιστη ενέργεια για

23
00:01:04,030 --> 00:01:06,770
να γίνει η αντίδραση.

24
00:01:06,770 --> 00:01:09,830
Αν αυτά τα σωματίδια συγκρούονται με 
την απαραίτητη ενέργεια,

25
00:01:09,830 --> 00:01:13,920
περνάμε το ενεργειακό φραγμό

26
00:01:13,920 --> 00:01:17,653
και η αντίδραση δίνει τα προϊόντα.

27
00:01:20,020 --> 00:01:22,090
Αν τα αντιδρώντα δεν συγκρουστούν

28
00:01:22,090 --> 00:01:25,340
με αρκετή ενέργεια, απλά απωθούνται

29
00:01:25,340 --> 00:01:27,070
και δεν γίνεται αντίδραση.

30
00:01:27,070 --> 00:01:30,820
Δεν περνάμε τον ενεργειακό φραγμό.

31
00:01:30,820 --> 00:01:33,420
Μια αναλογία είναι όταν χτυπάμε μια
μπάλα του golf.

32
00:01:33,420 --> 00:01:35,310
Αν έχουμε ένα λόφο,

33
00:01:35,310 --> 00:01:37,150
και από την άλλη μεριά του λόφου,

34
00:01:37,150 --> 00:01:39,050
κάπου είναι η τρύπα,

35
00:01:39,050 --> 00:01:42,700
και στα αριστερά είναι η μπάλα.

36
00:01:42,700 --> 00:01:45,720
Πρέπει να χτυπήσουμε την μπάλα 
με αρκετή δύναμη

37
00:01:45,720 --> 00:01:47,920
αρκετή κινητική ενέργεια

38
00:01:47,920 --> 00:01:49,970
για να φτάσει στην κορυφή του λόγου

39
00:01:49,970 --> 00:01:53,050
και να κυλίσει προς την τρύπα.

40
00:01:53,050 --> 00:01:55,320
Αυτός ο λόφος είναι

41
00:01:55,320 --> 00:01:58,580
όπως η ενέργεια.

42
00:01:58,580 --> 00:02:02,080
Η μπάλα πρέπει να έχει αρκετή 
κινητική ενέργεια

43
00:02:02,080 --> 00:02:06,353
για να γίνει δυναμική ενέργεια
και να περάσει το λόφο.

44
00:02:09,390 --> 00:02:11,230
Αν δεν βάλουμε αρκετή ενέργεια,

45
00:02:11,230 --> 00:02:13,730
δεν θα περάσει το λόφο.

46
00:02:13,730 --> 00:02:16,160
Θα πάει μέχρι τη μέση

47
00:02:16,160 --> 00:02:18,470
και θα γυρίσει πίσω.

48
00:02:18,470 --> 00:02:23,470
Η κινητική ενέργεια ειναι 1/2mv2.

49
00:02:24,770 --> 00:02:26,630
Μ η μάζα της μπάλας

50
00:02:26,630 --> 00:02:28,790
και v η ταχύτητα.

51
00:02:28,790 --> 00:02:30,350
Αν χτυπήσουμε με αρκετή δύναμη

52
00:02:30,350 --> 00:02:33,770
θα έχει αρκετή ταχύτητα

53
00:02:33,770 --> 00:02:35,190
και αρκετή κινητική ενέργεια

54
00:02:35,190 --> 00:02:37,083
για να περάσει το λόφο.

55
00:02:38,740 --> 00:02:40,160
Ας εφαρμόσουμε την θεωρία συγκρούσεων

56
00:02:40,160 --> 00:02:42,810
σε μια κατανομή Maxwell-Boltzmann.

57
00:02:42,810 --> 00:02:45,370
Συνήθως μια Maxwell-Boltzmann

58
00:02:45,370 --> 00:02:48,400
έχει κλάσματα σωματιδίων ή 
σχετικό αριθμό σωματιδίων

59
00:02:48,400 --> 00:02:52,790
στον y-άξονα και ταχύτητα σωματιδίων
στον x-άξονα.

60
00:02:52,790 --> 00:02:55,160
Η κατανομή Maxwell-Boltzmann

61
00:02:55,160 --> 00:03:00,160
δείχνει το εύρος των ταχυτήτων 
που μπορούν να έχουν τα σωματίδια

62
00:03:01,380 --> 00:03:02,110
σε ένα αέριο,

63
00:03:02,840 --> 00:03:04,160
Ας πούμε ότι έχουμε

64
00:03:04,160 --> 00:03:06,420
εδώ ένα τέτοιο διάγραμμα.

65
00:03:06,420 --> 00:03:07,820
Έστω μια ποσότητα αερίου

66
00:03:07,820 --> 00:03:10,290
σε θερμοκρασία Τ.

67
00:03:10,290 --> 00:03:12,980
Τα σωματίδια δεν έχουν όλα 
την ίδια ταχύτητα,

68
00:03:12,980 --> 00:03:15,790
έχουν διάφορες ταχύτητες.

69
00:03:15,790 --> 00:03:19,820
Ένα μπορεί να κινείται αργά

70
00:03:19,820 --> 00:03:22,090
κάνω ένα μικρό βέλος εδώ.

71
00:03:22,090 --> 00:03:24,450
Κάποια κινούνται πιο γρήγορα,

72
00:03:24,450 --> 00:03:28,190
θα κάνω μεγαλύτερο βέλος
για να δείξω μεγαλύτερη ταχύτητα.

73
00:03:28,190 --> 00:03:31,310
Μπορεί ένα σωματίδιο να είναι
το πιο γρήγορο.

74
00:03:31,310 --> 00:03:34,293
Θα σχεδιάσω για αυτό το πιο
μεγάλο βέλος.

75
00:03:36,130 --> 00:03:38,400
Η περιοχή κάτω από την καμπύλη

76
00:03:38,400 --> 00:03:40,310
σε μια κατανομή Maxwell-Boltzmann

77
00:03:40,310 --> 00:03:43,850
εκφράζει όλα τα σωματίδια 
του δείγματος.

78
00:03:43,850 --> 00:03:47,920
Έχουμε αυτό το σωματίδιο που κινείται 
πολύ αργά,

79
00:03:47,920 --> 00:03:50,450
οπότε αν δούμε κάτω από την καμπύλη
και σκεφτούμε

80
00:03:50,450 --> 00:03:52,120
το εμβαδόν της καμπύλης

81
00:03:52,120 --> 00:03:54,073
είναι σε χαμηλή ταχύτητα σωματιδίων,

82
00:03:54,920 --> 00:03:57,410
το εμβαδόν είναι μικρότερο
από άλλα κομμάτια της καμπύλης.

83
00:03:57,410 --> 00:03:59,640
Αυτό το δείχνουμε εδώ με αυτό το 
ένα σωματίδιο

84
00:03:59,640 --> 00:04:01,490
που κινείται πολύ αργά.

85
00:04:01,490 --> 00:04:03,620
Μετά πάμε στο επόμενο κομμάτι
της καμπύλης,

86
00:04:03,620 --> 00:04:06,610
σε αυτό το μεγάλο εμβαδόν

87
00:04:06,610 --> 00:04:09,640
τα σωματίδια κινούνται με 
μεγαλύτερες ταχύτητες.

88
00:04:09,640 --> 00:04:14,640
Ίσως αυτά τα 3 σωματίδια 
αντιπροσωπεύουν

89
00:04:15,550 --> 00:04:17,870
σωματίδια κινούμενα με 
μεγαλύτερη ταχύτητα.

90
00:04:17,870 --> 00:04:21,670
Τέλος, έχουμε αυτό το σωματίδιο εδώ,

91
00:04:21,670 --> 00:04:23,610
που σχεδιάσαμε με μεγαλύτερο βέλος 
από τα άλλα.

92
00:04:23,610 --> 00:04:26,440
Αυτό κινείται ταχύτερα από το άλλο.

93
00:04:26,440 --> 00:04:29,750
Ίσως η περιοχή κάτω από την καμπύλη

94
00:04:29,750 --> 00:04:31,853
αναπαριστά αυτό το σωματίδιο.

95
00:04:33,520 --> 00:04:34,890
Γνωρίζουμε από τη θεωρία συγκρούσεων,

96
00:04:34,890 --> 00:04:37,760
ότι τα σωματίδια πρέπει να έχουν 
αρκετή κινητική ενέργεια

97
00:04:37,760 --> 00:04:42,760
για να περάσουν την ενέργεια 
ενεργοποίησης για να γίνει αντίδραση.

98
00:04:42,850 --> 00:04:46,610
Θα σχεδιάσουμε μια γραμμή για την 
ενέργεια ενεργοποίησης

99
00:04:46,610 --> 00:04:48,840
σε μια κατανομή Maxwell-Boltzmann.

100
00:04:48,840 --> 00:04:52,722
Αν κάνω αυτή τη γραμμή, αυτή την 
τεθλασμένη εδώ,

101
00:04:52,722 --> 00:04:57,060
είναι για την ενέργεια ενεργοποίησης.

102
00:04:57,060 --> 00:04:59,600
Και αντί για ταχύτητα σωματιδίων, 
μπορείτε να σκεφτείτε

103
00:04:59,600 --> 00:05:02,400
το άξονα x ως την επιθυμητή 
κινητική ενέργεια.

104
00:05:02,400 --> 00:05:05,480
Όσο πιο γρήγορα κινείται το σωματίδιο,

105
00:05:05,480 --> 00:05:07,690
τόσο μεγαλύτερη κινητική 
ενέργεια έχει.

106
00:05:07,690 --> 00:05:11,390
Οπότε το εμβαδόν κάτω από την καμπύλη

107
00:05:11,390 --> 00:05:13,010
στα δεξιά της γραμμής,

108
00:05:13,010 --> 00:05:14,640
αναπαριστά όλα τα σωματίδια

109
00:05:14,640 --> 00:05:19,640
που έχουν αρκετή κινητική 
ενέργεια για να γίνει η αντίδραση.

110
00:05:21,820 --> 00:05:24,300
Μετά, ας δούμε τι συμβαίνει στα σωματίδια

111
00:05:24,300 --> 00:05:27,770
του δείγματος όταν αυξήσουμε
τη θερμοκρασία.

112
00:05:27,770 --> 00:05:29,240
Όταν αυξήσουμε την θερμοκρασία,

113
00:05:29,240 --> 00:05:32,350
η κατανομή Maxwell-Boltzmann αλλάζει.

114
00:05:32,350 --> 00:05:36,030
Η κορυφή βλέπουμε μειώνεται

115
00:05:36,030 --> 00:05:40,360
και η κατανομή γίνεται πιο φαρδιά.

116
00:05:40,360 --> 00:05:43,373
Θα είναι έτσι σε υψηλότερη θερμοκρασία.

117
00:05:45,380 --> 00:05:47,210
Ακόμα έχουμε σωματίδια που κινούνται

118
00:05:47,210 --> 00:05:48,820
σε σχετικά χαμηλές ταχύτητες, σωστα;

119
00:05:48,820 --> 00:05:50,440
Είναι η περιοχή κάτω από την καμπύλη.

120
00:05:50,440 --> 00:05:53,583
Αυτό μπορεί να αναπαριστάται από 
αυτό το σωματίδιο εδώ,

121
00:05:54,440 --> 00:05:56,520
και μετά, ας δούμε την περιοχή

122
00:05:56,520 --> 00:06:00,180
στα αριστερά της γραμμή της Εα.

123
00:06:00,180 --> 00:06:02,750
Θα κάνουμε αυτά τα σωματίδια πράσινα

124
00:06:02,750 --> 00:06:05,180
και έχουμε σωματίδια που κινούνται

125
00:06:05,180 --> 00:06:06,510
με λίγο μεγαλύτερες ταχύτητες.

126
00:06:06,510 --> 00:06:09,250
Ας κάνω τα βέλη λίγο πιο μεγάλα

127
00:06:09,250 --> 00:06:12,330
αλλά δείτε τι συμβαίνει στα δεξιά
της γραμμής.

128
00:06:12,330 --> 00:06:14,880
Βλέπουμε την περιοχή κάτω από 
την καμπύλη

129
00:06:14,880 --> 00:06:17,960
με φούξια χρώμα.

130
00:06:17,960 --> 00:06:21,350
Δείτε πόσο μεγαλύτερη είναι σε 
σχέση με πριν.

131
00:06:21,350 --> 00:06:24,450
Ίσως έχουμε αυτά τα 2 σωματίδια εδώ

132
00:06:24,450 --> 00:06:25,900
με μεγαλύτερη ταχύτητα.

133
00:06:25,900 --> 00:06:28,150
Θα κάνω τα βέλη πιο μεγάλα

134
00:06:28,150 --> 00:06:30,270
για να δείξω μεγαλύτερη ταχύτητα.

135
00:06:30,270 --> 00:06:33,780
Αφού είναι στα δεξιά της γραμμής,

136
00:06:33,780 --> 00:06:36,690
και τα 2 σωματίδια έχουν αρκετή 
κινητική ενέργεια

137
00:06:36,690 --> 00:06:40,840
για να περάσουν την ενέργεια 
ενεργοποίησης της αντίδρασης.

138
00:06:40,840 --> 00:06:44,530
Βλέπουμε ότι όταν αυξάνουμε 
την θερμοκρασία,

139
00:06:44,530 --> 00:06:46,730
αυξάνουμε το πλήθος σωματιδίων

140
00:06:46,730 --> 00:06:48,580
που έχουν αρκετή κινητική ενέργεια

141
00:06:48,580 --> 00:06:51,323
για να περάσουν την Εα.

142
00:06:52,840 --> 00:06:54,090
Είναι σημαντικό να τονίσουμε

143
00:06:54,090 --> 00:06:56,770
ότι αφού το πλήθος των σωματιδίων 
δεν άλλαξε,

144
00:06:56,770 --> 00:06:59,480
αυξήσαμε μόνο τη θερμοκρασία,

145
00:06:59,480 --> 00:07:02,360
το εμβαδόν κάτω από την καμπύλη 
παρέμεινε το ίδιο.

146
00:07:02,360 --> 00:07:06,420
Το εμβαδόν αυτό με κίτρινο,

147
00:07:06,420 --> 00:07:08,880
είναι το ίδιο με το εμβαδόν της καμπύλης

148
00:07:08,880 --> 00:07:12,010
με φούξια.

149
00:07:12,010 --> 00:07:14,640
Η διαφορά είναι ότι αυτό με φούξια

150
00:07:14,640 --> 00:07:15,950
είναι σε μεγαλύτερη θερμοκρασία,

151
00:07:15,950 --> 00:07:18,370
άρα τα σωματίδια έχουν αρκετή κινητική
ενέργεια

152
00:07:18,370 --> 00:07:20,790
για να περάσουν την Εα.

153
00:07:20,790 --> 00:07:23,030
Με αύξηση θερμοκρασίας

154
00:07:23,030 --> 00:07:25,783
αυξάνουμε την ταχύτητα της αντίδρασης.