Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 7 074 работающих калькулятора

КАТАЛИЗ И ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА · ОНЛАЙН

Скорость реакции при температурно-зависимой энергии активации

Использует линейную по температуре энергию активации, интегрируя наклон графика Аррениуса между двумя температурами. Для расчёта используется модель: ln(k₂/k₁)=Ea₀/R(1/T₁−1/T₂)+α/R[ln(T₂/T₁)+T₀(1/T₂−1/T₁)].

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
⚗️
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Константа при исходной температуре. Диапазон: 1e-08 — 5. Единица: 1/с1/с
Опорная температура. Диапазон: 200 — 1200. Единица: КК
Рабочая температура. Диапазон: 200 — 1200. Единица: КК
Энергия активации при T₀. Диапазон: 0 — 160. Единица: кДж/молькДж/моль
Изменение энергии активации на 1 К. Диапазон: -200 — 200. Единица: Дж/(моль·К)Дж/(моль·К)
Концентрация реагента. Диапазон: 0.0001 — 100. Единица: моль/лмоль/л
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Скорость реакции при температурно-зависимой энергии активации

Константа при рабочей температуре, 1/с0,265152
Начальная скорость, моль/(л·с)0,212122
Энергия активации при T₁, кДж/моль44,1
Коэффициент изменения константы17,67683
Период полупревращения первого порядка, с2,614146

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Использует линейную по температуре энергию активации, интегрируя наклон графика Аррениуса между двумя температурами.

Энергия активации меняется линейно с температурой, реакция первого порядка, нет смены механизма.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Скорость реакции при температурно-зависимой энергии активации

Использует линейную по температуре энергию активации, интегрируя наклон графика Аррениуса между двумя температурами. При непостоянной энергии активации обычная двухточечная поправка Аррениуса неточна. Здесь явно интегрируется принятое линейное изменение барьера. В калькуляторе «Скорость реакции при температурно-зависимой энергии активации» пользователь получает сразу несколько связанных величин, а не только единственное числовое значение. Можно увидеть влияние выбранного фактора, оценить ограничивающую стадию и сравнить два режима при фиксированных исходных условиях. Все величины вводятся в физических единицах, указанных у полей.

В основе модели лежит зависимость «ln(k₂/k₁)=Ea₀/R(1/T₁−1/T₂)+α/R[ln(T₂/T₁)+T₀(1/T₂−1/T₁)].». Она описывает строго определённую постановку задачи, поэтому результат нельзя автоматически считать характеристикой любого катализатора или реактора. Прежде чем использовать цифры для проектирования, необходимо сопоставить механизм, диапазон температур и измеренную активность вещества с допущениями этого расчёта.

Какие исходные данные необходимо указать

В рабочем примере калькулятора «Скорость реакции при температурно-зависимой энергии активации» заданы следующие величины: Константа при исходной температуре (1/с) — 0.015 1/с; Опорная температура (К) — 300 К; Рабочая температура (К) — 360 К; Энергия активации при T₀ (кДж/моль) — 42 кДж/моль. Это реальные независимые входы модели. Концентрации относятся к той среде, которая оговорена в формуле; кинетические константы должны соответствовать температуре и системе единиц, для которой они определены. Не заменяйте молярную концентрацию массовой долей без пересчёта.

Другие величины, если они предусмотрены формой: Изменение энергии активации на 1 К (Дж/(моль·К)) (Дж/(моль·К)); Концентрация реагента (моль/л) (моль/л). Они позволяют учесть геометрию катализатора, длительность опыта, скорость, состав или активность. При подборе режима полезно сохранять протокол введённых чисел вместе с итогами, поскольку похожие результаты иногда получаются из разных сочетаний параметров и совершенно не равнозначны физически.

Как устроена вычислительная модель процесса

Для модели «Скорость реакции при температурно-зависимой энергии активации» применяется выражение ln(k₂/k₁)=Ea₀/R(1/T₁−1/T₂)+α/R[ln(T₂/T₁)+T₀(1/T₂−1/T₁)]. Расчёт выполняется серверным обработчиком: исходные числа проверяются на допустимые пределы, после чего вычисляются основные и вспомогательные результаты. При непостоянной энергии активации обычная двухточечная поправка Аррениуса неточна. Здесь явно интегрируется принятое линейное изменение барьера. При нарушении зависимостей между параметрами пользователь увидит сообщение вместо математически бессмысленного численного ответа.

В частности, используются обозначения k0 — Константа при исходной температуре (1/с); t0 — Опорная температура (К); t1 — Рабочая температура (К); ea0 — Энергия активации при T₀ (кДж/моль). На практике часть коэффициентов определяют из лабораторных опытов, а часть получают из характеристик катализатора и установки. Не следует подгонять неизвестную константу только по одному понравившемуся результату: для независимого подтверждения модели нужны измерения в нескольких режимах или отдельный экспериментальный контроль.

Контрольный пример и сравнение рабочих режимов

При исходных настройках показатель «Константа при рабочей температуре, 1/с» имеет значение 0.265152, а показатель «Начальная скорость, моль/(л·с)» равен 0.212122. Эти числа рассчитаны из полной совокупности входных параметров. Они помогают одновременно проверить масштаб процесса и убедиться, что выбранные единицы не приводят к неверному порядку величины.

Во втором примере у расчёта «Скорость реакции при температурно-зависимой энергии активации» параметр «Константа при исходной температуре (1/с)» меняется с 0.015 на 0.03105. При неизменных остальных настройках «Константа при рабочей температуре, 1/с» становится равным 0.548866. Такое сравнение показывает чувствительность расчёта, но не гарантирует, что в настоящем реакторе остальные характеристики останутся постоянными.

Физические ограничения и проверка результата

Главное ограничение выбранного способа расчёта: Энергия активации меняется линейно с температурой, реакция первого порядка, нет смены механизма. Например, перенос вещества в порах, нагрев частиц, образование побочных продуктов или изменение состава поверхности могут существенно изменить реальный ход процесса. Поэтому для задачи «Скорость реакции при температурно-зависимой энергии активации» численный ответ следует трактовать как результат конкретной модели, а не как подтверждённую производительность предприятия.

При сопоставлении с экспериментом по направлению «Скорость реакции при температурно-зависимой энергии активации» оцените точность определения концентраций, температур, геометрии и кинетических констант. Важны длительность измерения и воспроизводимость активности катализатора: старение, отравление либо неполное перемешивание создают систематическую погрешность. Если наблюдаются такие эффекты, для исследования нужна расширенная модель или отдельная серия испытаний.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

ln(k₂/k₁)=Ea₀/R(1/T₁−1/T₂)+α/R[ln(T₂/T₁)+T₀(1/T₂−1/T₁)].

Проверенные примеры

Исходные настройки

Константа при исходной температуре (1/с) = 0.015 1/с; Опорная температура (К) = 300 К; Рабочая температура (К) = 360 К; Энергия активации при T₀ (кДж/моль) = 42 кДж/моль; Изменение энергии активации на 1 К (Дж/(моль·К)) = 35 Дж/(моль·К); Концентрация реагента (моль/л) = 0.8 моль/л

Константа при рабочей температуре, 1/с = 0.265152; Начальная скорость, моль/(л·с) = 0.212122; Энергия активации при T₁, кДж/моль = 44.1; Коэффициент изменения константы = 17.6768; Период полупревращения первого порядка, с = 2.61415

Изменён параметр Константа при исходной температуре (1/с)

Константа при исходной температуре (1/с) = 0.03105 1/с; Опорная температура (К) = 300 К; Рабочая температура (К) = 360 К; Энергия активации при T₀ (кДж/моль) = 42 кДж/моль; Изменение энергии активации на 1 К (Дж/(моль·К)) = 35 Дж/(моль·К); Концентрация реагента (моль/л) = 0.8 моль/л

Константа при рабочей температуре, 1/с = 0.548866; Начальная скорость, моль/(л·с) = 0.439092; Энергия активации при T₁, кДж/моль = 44.1; Коэффициент изменения константы = 17.6768; Период полупревращения первого порядка, с = 1.26287

Изменён параметр Опорная температура (К)

Константа при исходной температуре (1/с) = 0.015 1/с; Опорная температура (К) = 621 К; Рабочая температура (К) = 360 К; Энергия активации при T₀ (кДж/моль) = 42 кДж/моль; Изменение энергии активации на 1 К (Дж/(моль·К)) = 35 Дж/(моль·К); Концентрация реагента (моль/л) = 0.8 моль/л

Константа при рабочей температуре, 1/с = 8.7808e-5; Начальная скорость, моль/(л·с) = 7.02464e-5; Энергия активации при T₁, кДж/моль = 32.865; Коэффициент изменения константы = 0.00585387; Период полупревращения первого порядка, с = 7893.89

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Введите «Константа при исходной температуре» в единицах 1/с (от 1e-08 до 5.0).
  2. Введите «Опорная температура» в единицах К (от 200.0 до 1200.0).
  3. Введите «Рабочая температура» в единицах К (от 200.0 до 1200.0).
  4. Введите «Энергия активации при T₀» в единицах кДж/моль (от 0.0 до 160.0).
  5. Введите «Изменение энергии активации на 1 К» в единицах Дж/(моль·К) (от -200.0 до 200.0).
  6. Введите «Концентрация реагента» в единицах моль/л (от 0.0001 до 100.0).
  7. Сравните выходные показатели и ограничения применимости.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Как пользоваться результатом расчёта?

Сверьте исходные параметры, единицы измерения и область применимости, затем сравните полученные показатели с экспериментом.

Почему измеренная скорость может отличаться?

На каталитические реакции влияют состояние поверхности, тепло- и массоперенос, состав смеси и старение катализатора.

Похожие калькуляторы

⚗️КАТАЛИЗ И ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА

Активность фермента при двух ионизируемых группах

Оценивает долю активной формы белка при заданном pH, учитывая два важных кислотно-основных равновесия. Расчёт позволяет проверить зависимость скорости, состояния каталитической системы и других связанных показателей от исходных условий.

⚗️КАТАЛИЗ И ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА

Бесконкурентное ингибирование фермента

Учитывает связывание ингибитора только с комплексом фермент—субстрат и одновременное уменьшение Km и Vmax. Расчёт позволяет проверить зависимость скорости, состояния каталитической системы и других связанных показателей от исходных условий.

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_880025/

Предварительный просмотр