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《數學心》第340章 勒夏特列原理
  亨利·勒夏特列,法國化學家。他研究過水泥的煆燒和凝固、陶器和玻璃器皿的退火、磨蝕劑的製造以及燃料、玻璃和炸藥的發展等問題。從他研究的內容也可看出他對科學和工業之間的關系特別感興趣,以及怎樣從化學反應中得到最高的產率。勒夏特列還發明了熱電偶和光學高溫計,高溫計可順利地測定3000℃以上的高溫。此外,他對乙炔氣的研究,致使他發明了氧炔焰發生器,迄今還用於金屬的切割和焊接。

  對熱學的研究很自然將他引導到熱力學的領域中去,使他得以在1888年宣布了一條他因而遐邇聞名的定律,那就是至今仍稱為的勒夏特列原理。

  勒·夏特列原理的應用可以使某些工業生產過程的轉化率達到或接近理論值,同時也可以避免一些並無實效的方案(如高爐加高的方案),其應用非常廣泛。

  這個原理可以表達為:“把平衡狀態的某一因素加以改變之後,將使平衡狀態向抵消原來因素改變的效果的方向移動。”換句話說,如果把一個處於平衡狀態的體系置於一個壓力增加的環境中,這個體系就會盡量縮小體積,重新達到平衡。由於這個緣故,這時壓力就不會增加得象本來應該增加的那樣多。又例如,如果把這個體系置於一個會正常增加溫度的環境裡,這個體系就會發生某種變化,額外吸收一部分熱量。因此,溫度的升高也不會象預計的那樣大。這是一個包括對古爾貝格和瓦格宣布的著名的質量作用定律在內的非常概括的說法,並且它也很符合吉布斯的化學熱力學原理(其實,這個說法是如此的概括,甚至可以不無風趣地用於說明人類的行為)。

  勒·夏特列原理因可預測特定變化條件下化學反應的方向,所以有助於化學工業的合理化安排和指導化學家們最大程度地減少浪費,生產所希望的產品。例如哈伯借助於這個原理設計出他的從大氣氮中生產氨的反應,這是個關系到戰爭與和平的重大發明,也是勒夏特利埃本人差不多比哈伯早二十年就曾預料過的發明。勒夏特利是發現吉布斯的歐洲人之一,又是第一個把吉布斯的著作譯成法文的人。他象魯茲布姆一樣,致力於通過實驗來研究相律的含義。他死的時候已經差不多八十六歲了,備受尊敬,子孫滿堂。

  如果改變影響平衡的一個條件(如濃度,壓強或溫度等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。

  1.濃度:增加某一反應物的濃度,則反應向著減少此反應物濃度的方向進行,即反應向正方向進行。減少某一生成物的濃度,則反應向著增加此生成物濃度的方向進行,即反應向正方向進行。反之亦然。

  2.壓強:增加某一氣態反應物的壓強,則反應向著減少此反應物壓強的方向進行,即反應向正方向進行。減少某一氣態生成物的壓強,則反應向著增加此生成物壓強的方向進行,即反應向正方向進行。反之亦然。

  3.溫度:升高反應溫度,則反應向著減少熱量的方向進行,即放熱反應逆向進行,吸熱反應正向進行;降低溫度,則反應向著生成熱量的方向的進行,即放熱反應正向進行,吸熱反應逆向進行。

  4.催化劑:僅改變反應進行的速度,不影響平衡的改變,即對正逆反應的影響程度是一樣的
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