利用化学知识解决地理区位因素问题
利用化学知识解决地理区位因素问题 北京四中高二学生陈曦指导教师刘刚 北京四中高二学生陈曦 朴素的政治理念告诉我们，世界上的万事万物都是有着某种客观的内在联系的。通过在地理和化学学科上个人学习的经历和过程。以及通过地理老师在课上关于地理区位因素与各学科知识联系与建模的启迪，我发现地理学科上有些知识可以用化学模型解释并演算，我浅浅的思考了关于地理区位因素的化学建模，并记于此。有不当之处并请指正。 地理学的研究思想是由浅入深，先建立大体骨架，在向内加入限制条件并不断完善，我也是采取此种方法思考这个问题的。 图1 在其他条件都理想化或忽略不计的情况下，若▲代表铁矿，那么钢铁工业应建立在A、B、C哪一点呢？毫无疑问应该选距离铁矿最近的一点。这与化学上的不可逆反应极为想象，例如设： aA BbdD eE ∵条件理想 ∴简化为AD ∵不可逆反应 ∴vA≈∞图2 用反应趋势图像（图2）表示（用直线近似表示反应过程）。在速率上的表示成为图3的样子。注意对比两图。在t≈0时已经完成反应，即达到稳态。若以正方向反应参数代表选址趋势，即无限接近于▲。 图3 但是如此理想的模型在现实生活中不可能存在。所以向内加入影响因素成为必然。首先关注AD，若加入系数，只影响最后结果即稳态的最后状态。在地理学上是指安排好最好区位因素后所获得的收效，显然我们首先需要解决的并不是结果，而是过程，即工农业的选址，也就是稳态时的速率统一。在此模式下，工业选址是极限化的。也就是极限靠近单一优势区位。 看到这里，读者自然会问：如果有双优势区位怎么办呢？更多呢？这里先讨论双区位因素。 图4 工厂应建立在哪里呢？（假设其他一切条件理想），如果河流和铁矿对这个工厂的影响是等同的，毫无疑问应建立在铁矿道和最短距离的中点。 若设方程AD 那么有速率图像如图5。 ∵主要讨论区位因素对选址的影响 ∴不考虑收效 ∵在理想状态下，最优区位可获得最大收效。 ∴稳态时，重合处正好在于两者之间。 即稳态时[A]/[B]=1VA/VB=1 这个“1”。命其名为确定区位系数。 但是读者又会发现，事情并不是这么简单。但就此事来说，工厂的选址并不一定在中点，这里面有多方面的因素需要我们去考虑。例如工厂用矿多，或者矿运费高，则选址必然靠近铁矿。反之用水多，或水的运费高，则靠河。如果假定水和矿的运输成本相同，则工厂靠近水或矿完全可以与用量成比例。这些客观上确定的因素称之为客观因素，即不以人的意志为转移的影响工农业区位在选址上表现的因素。还有一类因素是可以受人影响的，比如，我个人喜欢山，我就把工厂建在铁矿边；反之我个人喜欢游泳，则把工厂建在河边（当然，如果没有污染的话）。这叫做主观因素，这里的客观因素一般是确定且有偏向的，即VA/VB≠1，设确定区位系数为k，则VA/VB=k，而主观因素则就好比改变反应的外部条件，这时化学反应速率方程就已经不太适用了（本身速率方程一般式是VA=k[CA]a[CB]b）,这就是说，速率方程只能计算出稳态时一方面的量。而且此方程和反应物生成物关系并不明显，必然会给我们以后的建模带来麻烦。其实在达到稳态的时候VA=VB，其比必等于1。所以这个模型不太适应，但它有它的作用，我们将在后面引述。 前面还有一个问题没有解决，即最优区位不一定等于最大收效。那么如果我们把方程式加上系数后设aAdD 根据化学平衡反应方程k=[CA]a/[CD]d。这很容易计算出平衡点所在位置，即选址地。
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