Arrhenius Model-tro det eller ej, du bruger det hele tiden..det gør Martha Stuart også!

af: Adam Bahret toppunkt Ridge pålidelighed

lad os diskutere Arrhenius-modellen. En ting, du ikke vidste om, er, at du måske allerede er ekspert i det. Hvordan kunne det være du spørger? Du har sandsynligvis brugt det mange gange derhjemme.

du bruger Arrhenius-modellen til at accelerere og decelerere nedbrydning af fødevarer hver dag, i madlavning og køling.

Når du langsomt tilbereder mad i en gryde, fremskynder du dens interaktion med ilt. Du ødelægger det effektivt, som om det blev udeladt på tælleren på en kontrolleret og accelereret måde. Har du nogensinde bemærket, hvordan rådne løg lugter sødt?…meget som langsomt kogt, karamelliseret, løg? Det er den samme proces, men du accelererede løgets aldring med varme.

Nå hvad med de løg, du ikke vil bruge endnu? Du lægger dem i køleskabet, hvor de afkøles, så aldringen sænkes, indtil du vælger at tage den ud og fremskynde den til en perfekt sødme i en stegepande. Ok nu er jeg sulten, vent.

efter at have udført denne proces kvalificerer du dig som en erfaren pålidelighedsingeniør. Du har sandsynligvis endda skrevet accelerationsligningen ud; sæt køleskabet på 45F for at bremse uger for aldring til to måneder og sæt ovnen på 350F for at accelerere to ugers aldring i 20 minutter.

“men hej Adam, jeg får alt dette sjove madlavning, men der er ingen måde, jeg vil forstå de komplekse ligninger bag hit.””Nå Sir / frue du er helt forkert.”Ligningerne er lige så nemme som at lave Ramen nudler. Her er grundprincippet, der trækker det hele sammen.

Hvis du ser på Arrhenius-ligningen, er der en faktor derinde, der vender mange mennesker væk fra at bruge den, fordi den skal vælges, og den er meget mystisk. Det er aktiveringsenergien. Så hvad er aktiveringsenergien?Arrhenius-modellen er en accelereret livsmodel baseret på den antagelse, at produktets primære slidtilstand er drevet af kemisk reaktion.

nogle eksempler på dette er nedbrydning af plast eller gummi, materialer, der interagerer for at danne nye materialer, tab af materiale gennem fordampning og iltning. Fedt og olier, der mister deres smøreegenskaber fra materiale, nedbrydes.

i en Arrhenius-baseret accelerationsmodel indstilles testtemperaturen til et statisk niveau, der ligger over den normale driftstemperatur. Ved hjælp af en fortolkende ligning kan produkterne slides ud fejltid ved dette højere temp derefter oversættes til liv ved den normale driftstemperatur.

det er så simpelt, godt ikke ligefrem, det tager lidt finesse at få den interaktive accelerationsfaktor korrekt for det specifikke materiale.

aktiveringsenergien har en simpel analogi.

Hvis du tager to æg og ruller dem ind i hinanden, vil en af to ting ske. De vil enten hoppe ud af hinanden og gå ud i en ny retning eller bryde og blande. Hvad dikterer hvilket resultat der opstår? Hvor hurtigt rullede de, da de ramte? Der er en bestemt hastighed, der dikterer, hvilket resultat der opstår. Denne hastighed oversættes til en bestemt mængde energi, der er nok til at bryde skallerne.

navnet på denne energitærskel er”aktiveringsenergi”. Hvis de rammer med mindre end aktiveringsenergien, springer de bare af hinanden. Hvis det er mere, så bryder de og blander.

der er en bestemt hastighed, der dikterer, hvilket resultat der opstår. Denne hastighed oversættes til en bestemt mængde energi, der er nok til at bryde skallerne. Navnet på denne energitærskel er “aktiveringsenergi”. Hvis de rammer med mindre end aktiveringsenergien, springer de bare af hinanden. Hvis det er mere, så bryder de og blander.

nu, hvis de bevægelige genstande er sammenføjede molekyler i stedet for æg, er “bruddet”, når virkningen er over aktiveringsenergien for det materiale, at det bryder sine interne bindinger og forbinder bindinger med de andre molekyler. Der er sket en kemisk reaktion.

så jo hurtigere du får molekyler, der bevæger sig i tilfældige retninger, jo flere kollisioner vil du have over tærskelaktiveringsenergien. Den gennemsnitlige hastighed, som befolkningen bevæger sig, er en direkte korrelation af temperaturen.

• højere temp
• hårdere og hyppigere virkninger
• flere kemiske reaktioner mellem materialer
• hurtigere aldring!

ser disse brændt ud for dig? Jeg burde gøre dette i et temperaturkammer!

Her er ligningen bag den opskriftslinje i din kogebog “Simmer ved 200F i 20 minutter”

i eksponentiel form bliver effekten af temperatur på reaktionshastigheder ved hjælp af Arrhenius-ligningen:

K=A*eksp(-Ea/R*T)

k – er hastighedskoefficienten,

A – er en konstant karakteristik af reaktionen,

Ea – er aktiveringsenergien,

R – er den universelle gaskonstant

T – er temperaturen (i grader Kelvin).