Arrhenius-Modell – Ob Sie es glauben oder nicht, Sie verwenden es die ganze Zeit..und Martha Stewart auch!

Von: Adam Bahret Apex Ridge Reliability

Lassen Sie uns das Arrhenius-Modell diskutieren. Eine Sache, die Sie nicht wussten, ist, dass Sie möglicherweise bereits ein Experte darin sind. Wie könnte das sein, fragst du? Sie haben es wahrscheinlich schon oft zu Hause benutzt.

Sie verwenden das Arrhenius-Modell, um die Zersetzung von Lebensmitteln jeden Tag beim Kochen und Kühlen zu beschleunigen und zu verlangsamen.

Wenn Sie Lebensmittel langsam in einer Pfanne kochen, beschleunigen Sie deren Wechselwirkung mit Sauerstoff. Sie verderben es effektiv, als ob es kontrolliert und beschleunigt auf der Theke liegen gelassen würde. Haben Sie jemals bemerkt, wie faule Zwiebeln süß riechen?…viel wie langsam gekocht, karamellisiert, Zwiebeln? Es ist der gleiche Prozess, aber Sie haben die Zwiebelalterung durch Hitze beschleunigt.

Wie wäre es mit den Zwiebeln, die Sie noch nicht verwenden möchten? Sie stellen sie in den Kühlschrank, wo sie abgekühlt werden, damit sich die Alterung verlangsamt, bis Sie sie herausnehmen und in einer Pfanne zu einer perfekten Süße beschleunigen. Ok, jetzt habe ich Hunger, warte.

Nachdem Sie diesen Prozess durchgeführt haben, qualifizieren Sie sich als erfahrener Zuverlässigkeitsingenieur. Sie haben wahrscheinlich sogar die Beschleunigungsgleichung ausgeschrieben; Stellen Sie den Kühlschrank auf 45F, um Wochen für das Altern auf zwei Monate zu verlangsamen, und stellen Sie den Herd auf 350F, um zwei Wochen des Alterns in 20 Minuten zu beschleunigen.

„Aber hey Adam, ich bekomme all dieses lustige Kochzeug, aber es gibt keine Möglichkeit, die komplexen Gleichungen dahinter zu verstehen.“Nun, Sir / Ma’am, Sie liegen absolut falsch.“ Die Gleichungen sind so einfach wie die Herstellung von Ramen-Nudeln. Hier ist das Grundprinzip, das alles zusammenzieht.

Wenn Sie sich die Arrhenius-Gleichung ansehen, gibt es einen Faktor, der viele Menschen davon abhält, sie zu verwenden, weil sie ausgewählt werden muss und sehr mysteriös ist. Es ist die Aktivierungsenergie. Was ist die Aktivierungsenergie?

Das Arrhenius-Modell ist ein beschleunigtes Lebensdauermodell, das auf der Annahme basiert, dass der primäre Verschleißmodus des Produkts durch chemische Reaktionen verursacht wird.

Einige Beispiele hierfür sind zerfallende Kunststoffe oder Kautschuke, Wechselwirkungen von Materialien zu neuen Materialien, Materialverlust durch Verdampfung und Oxidation. Fette und Öle, die ihre Schmiereigenschaften durch Materialabbau verlieren.

In einem Arrhenius-basierten Beschleunigungsmodell wird die Testtemperatur auf ein statisches Niveau eingestellt, das über der normalen Betriebstemperatur liegt. Unter Verwendung einer interpretativen Gleichung kann die Ausfallzeit der Produkte bei dieser höheren Temperatur dann in die Lebensdauer bei der normalen Betriebstemperatur übersetzt werden.

Es ist so einfach, naja nicht genau, es braucht ein wenig Finesse, um den interaktiven Beschleunigungsfaktor für das spezifische Material richtig zu machen.

Die Aktivierungsenergie hat eine einfache Analogie.

Wenn du zwei Eier nimmst und sie ineinander rollst, wird eines von zwei Dingen passieren. Sie werden entweder voneinander abprallen und in eine neue Richtung gehen oder brechen und mischen. Was bestimmt, welches Ergebnis eintritt? Wie schnell rollten sie, als sie trafen? Es gibt eine bestimmte Geschwindigkeit, die bestimmt, welches Ergebnis eintritt. Diese Geschwindigkeit führt zu einer bestimmten Energiemenge, die ausreicht, um die Schalen zu zerbrechen.

Der Name für diese Energieschwelle ist „Aktivierungsenergie“. Wenn sie mit weniger als der Aktivierungsenergie treffen, prallen sie einfach voneinander ab. Wenn es mehr ist, dann brechen sie und mischen sich.

Es gibt eine bestimmte Geschwindigkeit, die bestimmt, welches Ergebnis eintritt. Diese Geschwindigkeit führt zu einer bestimmten Energiemenge, die ausreicht, um die Schalen zu zerbrechen. Der Name für diese Energieschwelle ist „Aktivierungsenergie“. Wenn sie mit weniger als der Aktivierungsenergie treffen, prallen sie einfach voneinander ab. Wenn es mehr ist, dann brechen sie und mischen sich.Wenn nun die sich bewegenden Gegenstände Moleküle anstelle von Eiern sind, bricht das „Brechen“, wenn der Aufprall über der Aktivierungsenergie für dieses Material liegt, seine inneren Bindungen und verbindet Bindungen mit den anderen Molekülen. Es ist eine chemische Reaktion aufgetreten.

Je schneller sich also Moleküle in zufällige Richtungen bewegen, desto mehr Kollisionen haben Sie oberhalb der Aktivierungsenergie. Die durchschnittliche Geschwindigkeit, mit der sich die Bevölkerung bewegt, ist eine direkte Korrelation der Temperatur.

• Höhere Temperatur
• Härtere und häufigere Stöße
• Mehr chemische Reaktionen zwischen Materialien
• Schnellere Alterung!

Sehen Ihnen diese gut aus? Ich sollte das in einer Temperaturkammer machen!

Hier ist die Gleichung hinter dieser Rezeptzeile in Ihrem Kochbuch „20 Minuten bei 200F köcheln lassen“

In exponentieller Form wird der Effekt der Temperatur auf die Reaktionsraten unter Verwendung der Arrhenius-Gleichung:

k=A*exp(-Ea/R*T)

k – ist der Geschwindigkeitskoeffizient,

A – ist eine konstante Eigenschaft der Reaktion,

Ea – ist die Aktivierungsenergie,

R – ist die universelle Gaskonstante

T – ist die Temperatur (in Grad Kelvin).