D.I. Mendeleev A.M.Butlerov

Скорость химической реакции
Содержание

Дополнительный материал

Модель столкновений молекул идеального газа.

Описание

Данная модель просчитывает в реальном времени поведение молекул идеального газа в зависимости от заданных начальных условий. Согласно исследованиям доктора педагогики В.В.Загорского, студентам, как правило, трудно понять как различные параметры влияют на скорость химической реакции, что в дальнейшем приводит к непониманию со стороны их учеников (так, ученики часто путают концентрацию и количество вещества).

Цель данной модели - продемонстрировать влияние температуры и концентрации на количество межмолекулярных столкновений в идеальном газе. Подсчитывается число столкновений молекул со стенками и друг с другом, т.к. именно данные параметры прежде всего влияют на скорость реакции. Для предотвращения чрезмерного усложнения модели всем молекулам была сопоставлена одинаковая кинетическая энергия (взамен статистического распределения), молекулы являются одноатомными, а газ считается идеальным (единственное взаимодействие, происходящее в нем - столкновение молекул друг с другом и со стенками).

The ideal gas collision model v1.0

Как работать с моделью

Центральная часть окна программы представляет собой наглядное отображение молекул в заданном объеме (сине-зелёный кубик с желтыми молекулами внутри), слева от нее находится панель входных и выходных данных; наверху расположена кнопка начала симуляции и счетчик циклов.

Центральная часть не является интерактивной; её цель - наглядно проиллюстрировать поведение молекул в данных условиях. Пользователь непосредственно работает с панелью входных/выходных данных, на которой может изменить температуру, объём и количество молекул путем нажатия на соответствующие стрелки. Температуру можно изменять от 313 до 353 K (от 40 до 80 градусов Цельсия); количество молекул можно изменять от 10 до 80, а объём можно изменять от 1000 до приблизительно 37000 кубических единиц (объём одной молекулы равен 4p/3 куб.ед.). Шкала под кубом показывает его линейные размеры.

Пользователь может изменять длительность симуляции, нажимая на стрелки рядом со счетчиком циклов. Длительность каждого цикла (и, соответственно, скорость симуляции), зависит от скорости процессора, количества оперативной и видеопамяти и других параметров компьютера пользователя.

После установки параметров путём нажатия на кнопку "Старт" запускается симуляция, показывающая в реальном времени движение молекул в заданных условиях и подсчитывающая количество столкновений в счетчиках "Столкновения со стенками" и "Столкновения между молекулами". Во время симуляции её параметры не могут быть изменены пользователем; в левом верхнем углу показывается количество прошедших с начала симуляции циклов. Каждому столкновению сопутствует определённых звук, различный для межмолекулярного столкновения и столкновения молекулы со стенкой. Нажатие клавиши "Пробел" останавливает симуляцию и сбрасывает счетчик циклов.

Для выхода из программы нажмите клавишу "Esc".

Системные требования

DirectX 7.0 или выше необходим для запуска программы (включён в дисковой версии; доступен для скачивания в Интернет-версии), звуковая карта с устройством для вывода звука необходима для прослушивания звуковых эффектов столкновений. Монитор должен поддерживать режим 640x480 с глубиной цвета 16 бит.

Авторские права:

Модель была разработана Дмитрием Менделеевым в Dark Basic 1.09C для совместного российско-голландского образовательного проекта и предназначается исключительно для некоммерческого использования. Все права защищены.


    Скачать
    Самораспаковывающийся архив, 723 Kb


  Не разрешается копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Web-Editor: Б.И.Покровский
ChemNet-Russia
Up to Chemistry Department Up to Chemistry Department