激活能:为什么开始是最难的部分

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任何复杂或具有挑战性的努力的开始总是最困难的部分。并不是所有的人都会醒来,从床上跳起来,为今天做好准备。我们中的一些人,像我一样,需要一点额外的精力来从睡眠中过渡到白天。一旦我喝了一杯咖啡,我的能量水平就会提高,我可以度过一天剩下的时间。化学反应在很大程度上是以同样的方式起作用的。他们也需要咖啡。我们称之为活化能。

理解这是如何工作的,作为我们的一部分,可以是一个有用的透视图。心理模型的格构.

无论你在日常工作中使用化学,还是从学校开始就尽量不去想它,在化学之外,激活能背后的思想是简单而有用的。例如,理解这个原则可以帮助你让孩子们吃他们的蔬菜,激励自己和其他人,克服惰性。

活化能在化学中的作用

化学反应需要一定的能量才能开始工作。活化能是引起反应所需的最小能量。

物理第十五章电流和电路思维导图 思维模型物理化学(1)

要理解活化能,我们必须首先考虑化学反应是如何发生的。

任何一个曾经点燃过火的人都会对这个过程有一个直观的理解,即使他们没有把它和化学联系起来。

我们大多数人对启动火焰所需的热量有一种普遍的感觉。我们知道,把一根火柴放在一根大圆木上是不够的,一个火焰喷射器也是多余的。我们也知道潮湿或致密的材料比干燥的材料需要更多的热量。不精确的能量数量,我们知道,我们需要启动一场火灾是代表活化能。

要想发生反应,就必须打破现有的键,形成新的键。只有当产物比反应物更稳定时,反应才会进行。在火灾中,我们把碳以木材的形式转化为二氧化碳,是一种比木材更稳定的碳形式,因此反应继续进行,在这个过程中产生热量。在本例中,活化能是引发火灾所需的初始热量。我们的努力和花费的火柴就是这方面的代表。

我们可以把活化能看作是化学反应中反应物和产物的最小(最小的必要值)之间的屏障。

Arrhenius方程

斯万特·阿伦尼乌斯一位瑞典科学家于1889年确立了活化能的存在。

Arrhenius发展了他的同名方程来描述温度和反应速率之间的关系。

Arrhenius方程对于计算化学反应的速率,重要的是,计算开始化学反应所需的能量数量来说,是至关重要的。

在Arrhenius方程中,K是反应速率系数(反应速率)。A是频率因子(分子碰撞的频率),R是普遍的气体常数(单位:每摩尔升温),T代表绝对温度(通常用kelvins测量),E是活化能。

不需要知道计算EA的A值,因为这可以从反应速率系数随温度的变化来计算。和许多方程一样,它可以重新排列以计算不同的值。Arrhenius方程用于化学的许多分支。

为什么活化更重要

了解反应发生所需的能量能使我们控制周围的环境。

回到火的例子,我们对活化能的直觉知识保证了我们的安全。许多化学反应具有很高的活化能要求,因此它们不会在没有额外输入的情况下进行。我们都知道书桌上的一本书是易燃的,但没有热敷就不会燃烧。在室温下,我们不需要把这本书看作火灾危险。如果我们在桌子上点燃一支蜡烛,我们就知道把书搬走。

如果化学反应没有可靠的活化能要求,我们将生活在一个危险的世界。

催化剂

需要大量能量的化学反应很难控制。

由于成本、安全问题或简单不切实际的原因,温度升高并不总是一种可行的能源。例如,发生在我们体内的化学反应,不能将高温作为活化能的来源。因此,有时需要降低所需的活化能。

通过降低所需的活化能来加速反应被称为催化。这是通过一种被称为催化剂的额外物质来完成的,这种物质一般不会在反应中被消耗掉。原则上,你只需要少量的催化剂就能产生催化作用。

催化剂的工作是提供一种替代途径,具有较低的活化能要求。因此,更多的粒子有足够的能量进行反应。催化剂被用于工业规模的反应,以降低成本。

回到火的例子,我们知道试图点燃一个大的原木匹配是很少有效的。添加一些文件将提供一种替代的途径,并作为催化剂-火焰起动器也这样做。

在我们的身体里,酶在重要的反应中起着催化剂的作用(比如制造DNA)。

“能量可以有两个维度。一个人有动力,去某个地方,一个目标,这个时刻只是一种手段,目标将是活动的维度,目标导向--那么每件事都是一种手段,无论如何,它必须被完成,你必须达到目标,然后你就会放松。但是对于这种类型的能量来说,目标永远不会实现,因为这种类型的能量会不断地将现在的每一个时刻变成其他事物的一种手段,进入未来。目标总是在地平线上。你继续跑步,但距离保持不变。

不,还有另一个能量维度:这个维度是没有动力的。庆祝。目标在这里,现在;目标不在其他地方。事实上,你才是目标。事实上,没有什么比这一刻更有成就感了--想想百合花吧。当你是目标,当目标不在未来时,当没有什么需要实现的时候,你只是在庆祝它,那么你已经实现了,它就在那里。这是放松,没有动力的能量。“

-Osho,坦特拉

活化能概念在日常生活中的应用

活化能虽然是一个科学的概念,但我们可以用它作为一种实用的心理模型。

回到早上咖啡的例子,我们每天做的许多事情都取决于最初的推动。

举个例子,一班学生为他们的功课写了一篇文章。每个学生都需要一种不同的活化能才能开始学习。对于一个学生来说,这可能是听到他们的朋友说她已经完成了她的学业。另一方面,它可能是屏蔽了社交媒体,关闭了他们的手机。一个不同的学生可能需要几罐红牛和即将到来的最后期限。或者,另一方面,阅读一篇关于这个主题的有趣文章,它提供了灵感的火花。写一篇文章需要一定的精力。

让孩子们吃他们的蔬菜可能是一个困难的过程。在这种情况下,激励可以起到催化剂的作用。“你不吃蔬菜就不能吃甜点”不仅是一种心理上的刺激游戏,它通常也需要更少的精力,而不是不断地与孩子们争着吃他们的蔬菜。一旦孩子们吃了胡萝卜,他们通常会吃另一个和另一个。当他们还想吃甜点的时候,你不用每次都提醒他们,这样你就节省了很多能量。

活化能的概念也适用于剧烈的生命变化。任何曾经做过戏剧性和困难的事情的人(比如戒瘾,离开虐待关系,放弃长期工作,或做出重要的生活方式改变)都知道,有必要先达到一个临界点。一个动作越大越具有挑战性,我们需要的活化能就越大。

如果喝咖啡的人休息得好的话,喝咖啡的人可能会渴望很少的激活能(一两杯)来开始他们的一天。同时,如果他们睡得不好,有一天无聊的日子,他们需要更多的咖啡才能开始工作。

结语

在我们的生活中理解和使用活化能的概念并不需要化学学位。虽然科学家使用的概念很复杂,但我们可以使用基本的概念。

并非巧合的是,许多最有用的心理模型在我们的格子里起源于科学。

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