движении при химической реакции

Вследствие многообразия конкретных форм материи и конкретных форм движения произошло расчленение познания природы на отдельные, но теснейшим образом связанные одна с другой научные дисциплины. Предметом исследования каждой из них стал и свой вид материи и свои формы ее движения. Так возникла механика, наука о телах и их взаимодействиях, связанных преимущественно с простейшей формой движения — перемещением в пространстве поступательным движением, вращением и т. п. Так возникла и химия, наука о веществах и их взаимодействиях, проявляющихся в специфической форме движения — химических реакциях. Таким образом, химия Оформилась в науку об одном из видов материи — веществах и одном из видов движения материи — химических реакциях. [c.7]

Рассмотрим совместное изотермическое течение нескольких фаз в однородной недеформируемой пористой среде без фазовых переходов и химических реакций. Математическое описание такой системы опирается на представления, введенные в 2, и строится на основе уравнений неразрывности для каждой фазы, уравнений движения (закона фильтрации) и соответствующих замыкающих соотношений. [c.255]

Параметры элементарных процессов. К данному классу относятся гидродинамические и физико-химические параметры, используемые для описания механизма элементарных процессов, нанример движения потоков фаз, тепло- и массопер( дачи, химических реакций. [c.45]

Одним из наиболее характерных свойств пламени является его способность излучать энергию. Излучение — следствие перехода молекулы или атома из возбужденного состояния в основное при этом в виде излучения выделяется квант энергии, равный /IV (Н — постоянная Планка, V — частота электромагнитного колебания). Излучение пламени может иметь тепловую или хемилюминесцентную природу. В первом случае переход атомов (молекул) в возбужденное состояние обусловлен их тепловым движением и является следствием обмена энергии при соударениях, во втором случае переход в возбужденное состояние происходит вследствие протекающих в пламени экзотермических химических реакций. [c.114]

В предпламенной зоне и в пламени протекает большое число различных параллельных и последовательно-параллельных химических реакций. Из этого множества реакций для каждых конкретных условий (температура, давление, состав смеси, газодинамические факторы) могут быть выделены оптимальные траектории движения процесса. Последние представляют собой такую сумму элементарных реакций, при которой превращение смеси в конечные продукты происходит с максимальной скоростью. При изменении внешних условий выбор оптимальной траектории движения процесса осуществляется автоматически. [c.122]

Предположим, что в этом случае перенос массы осуществляется только диффузией, т. е. не будем учитывать движение в порах, связанное с изменением числа молей реагентов в результате химической реакции. [c.284]

Критерии 0з1 и Оац характеризуют, соответственно, подобие движения потоков с химической реакцией и подобие диффузии с химической реакцией. Впервые эти критерии были выведены Дам-келером [49 и получили название первого и второго критерия Дамкелера. [c.462]

При анализе рассмотренного вьппе процесса массообмена с быстропротекающей химической реакцией важную роль играет параметр (i. Он количественно характеризует роль диффузионного сопротивления каждой из фаз, и в зависимости от его величины можно рассматривать случаи, когда сопротивление переносу сосредоточено как в дисперсной фазе, где протекает реакция, так и в сплошной. На рис. 6.10 - 6.13 приведены примеры расчетов, когда сопротивление переносу сосредоточено в объеме одной из фаз, а также общий случай соизмеримых фазовых сопротивлений. Заметим, что дпя любого (3 рост параметров man способствует повьпиению скорости транспорта хемосорбента к поверхности капли, а рост т, кроме того, приводит к повьпиению химической емкости, что обусловливает возрастание времени Ti, определяющего начальный временной интервал, в котором реакция протекает на поверхности капли. Величина ti существенно зависит от /3. Так, при больших 3, когда сопротивление переносу сосредоточено в сплошной фазе, значение Tj особенно велико.. Это ясно как из зависимости для отношения потоков (см. рис. 6.13), так и из графиков дпя средних концентраций (рис. 6.10), где о движении фронта реакции можно судить по величине i внутри капли. В течение времени т,, когда реакция протекает на поверхности, экстрагент в каплю не поступает и концентрация С, =0. [c.282]

В системе I (газ + газ) проводят высокотемпературные химические процессы, для которых применяют змеевиковые 2 и контактные аппараты 1 и конвертеры различных систем, а также процессы газоочистки, для которых используют газоочистительные аппараты 3. В системе И (газ-f жидкость) производят ректификацию, абсорбцию, мокрую газоочистку, а также многие химические реакции. Прн этом применяют колонные 4 и башенные аппараты с устройствами, обеспечивающими хороший контакт между жидкостью и газом. Для газов, хорошо растворимых в жидкости, когда достаточна небольшая поверхность контакта, процесс проводят в простейших аппаратах барботажного типа 5 или в поверхностных абсорберах 6. В системе III (жидкость + жидкость) осуществляют физико-химические и различные химические процессы. Для этого применяют емкостные аппараты с мешалками 7 или без них и аппараты змеевикового типа 8. Для обработки взаимно нерастворимых жидкостей с различным удельным весом иногда используют аппараты колонного типа с противоточным движением жидкостей. Сепарацию проводят в сепараторах центробежного типа 9. [c.5]

Ломоносову принадлежит открытие закона постоянства веса при химических реакциях. Он сформулировал закон сохранения движения, создал стройную и ясно изложенную качественную кинетическую теорию материи и объяснил теплоту как проявление движения молекул. Ломоносов выполнил также ряд других исследований по физике и химии. [c.13]

При протекании реагирующей фазы в пустой трубе важную роль играет выделение или поглощение тепла, вызванное химической реакцией. Если реакция экзотермическая, то около стенок трубы скорость уменьшается и радиальный профиль концентрации будет плоским. В случае эндотермической реакции степень превращения в пристенном слое увеличится, так как температура у стенок будет выше Причиной этих явлений служит радиальное движение массы, возникающее вследствие турбулентной диффузии [c.53]

Характерная особенность этого гиперпространства — наличие потенциальных ям (которые отвечают образованию химических связей), отделенных друг от друга барьерами. Каждая точка гиперпространства отвечает определенному состоянию реагирующей системы, и химическая реакция может быть представлена как движение некоторой изображающей точки по потенциальному гиперпространству. Последовательность состояний, занимаемая изображающей точкой, называется путем реакции, а координата (д)— координатой реакции. [c.67]

Характер газового потока через пузырь (который является причиной рассматриваемого явления в целом) может изменяться от проточного (от основания к лобовой части) до замкнутой циркуляции. Последняя в предельном случае весьма сходна с конвективными токами внутри всплывающего в жидкости пузыря, возникающими благодаря действию нисходящего потока вязкой жидкости. Подробное изучение газового потока через пузыри представляет значительный интерес в тех случаях, когда существенное значение имеет массоперенос или химическая реакция между газом и твердыми частицами. Характер движения газа [c.133]

В печах с вращающимся барабаном, шахтных и ретортных печах движение твердых мелкокусковых материалов в слое в результате перегребания или пересыпания является очень важным процессом и для теплопередачи. В доменном процессе производительность печей в решающей степени зависит от скорости восстановления оксидов железа газами. В определенных условиях скорость самой химической реакции между оксидами железа и восстанавливающим газом достаточно велика и, во всяком случае, больше скорости, с которой газ проникает через толщу кусков руды и зону реакции. В та- [c.22]

Механика газовой среды. Газовая среда в рабочих камерах во всех работающих печах находится в постоянном движении, которое имеет важное значение для протекания термотехнологических и теплотехнических процессов. С газовой средой перемещаются реагенты в реакционную зону и отводятся полученные продукты химических реакций движение газовой среды перемешивает эти реагенты, позволяет управлять процессами сжигания горючих материалов и т. д. Газовая среда в большинстве типов печей является теплоносителем, и при ее движении создается требуемый профиль температур в рабочей камере печи, обеспечивается передача теплоты исходным материалам. Движение газовой среды дает возможность охлаждать получаемые продукты. [c.68]

Как мы уже отмечали, эти рассуждения не ограничиваются только химическими реакциями они применимы к любым процессам и объектам — плавлению и растворению кристаллов, расширению и смешению газов, диффузии и т. д. и т. п. При всех процессах, вызываемых движением частиц или усилением их движения, энтропия возрастает. [c.48]

В последнее время широкое распространение получают методы механики сплошных сред для описания движения многофазных систем. В этом случае каждая фаза рассматривается как сплошная среда, характеризуемая полем скоростей и давления внутри нее. Вся система представляется в виде многоскоростного континуума взаимопроникающих сплошных сред. Тогда описание движения многофазной системы сводится к заданию условий совместного движения фаз и определению величин, описывающих межфазные взаимодействия. В [31] дается обзор работ, посвященных применению методов механики сплошных сред к многофазным системам, а в [8] приведено их дальнейшее развитие на системы, внутри которых происходит обмен энергий, импульсом и массой, а также на системы, в которых протекают химические реакции. Несмотря на всеобъемлющий характер такого подхода, он остается в большей степени теоретическим, так как предлагаемые математические описания трудно применимы при расчете реальных процессов в силу незамкнутости описания и трудностей вычислительного характера. В свою очередь, например, описание межфазного взаимодействия, поля скоростей и давлений невозможно без упрощающих допущений и проведения экспериментальных исследований. Поэтому основным подходом к описанию движения многофазных систем является получение полуэмпирических соотношений для учета влияния важнейших параметров исходя из общих теоретических закономерностей. [c.289]

Концентрация г-го вещества С может изменяться в каждой точке потока не только из-за его движения, но и вследствие химических реакций и процессов массообмена. Для учета этих явлений уравнения различных математических моделей структуры потоков должны быть дополнены соответствующими членами, выражающими интенсивность источников вещества <7,-. При этом необходимо принимать во внимание, что скорость материального потока также будет изменяться из-за [c.175]

Уравнения (1.66) совместно с уравнениями (1.25), термодинамическими соотношениями (1.48)—(1.56) и феноменологическими уравнениями (1.65), в которых кинетические коэффициенты определяются из эксперимента, образуют замкнутую систему уравнений движения двухфазной многокомпонентной дисперсной среды, в которой протекают процессы тепло- и массообмена совместно с химическими реакциями. [c.62]

Проанализирована структура основных соотношений, описывающих движение многофазной многокомпонентной сплошной среды, которые могут служить исходным материалом при решении многих задач синтеза функциональных операторов ФХС. В частности, на основе представлений о взаимопроникающих континуумах сформулированы уравнения механики многокомпонентной двухфазной сжимаемой дисперсной смеси, в которой протекают процессы тепло- и массопереноса совместно с химическими реакциями. Проанализированы энергетические переходы при тепло- и массообмене между фазами. Вскрыты особенности механики двухфазных многокомпонентных смесей, связанные с не-идеальностью фаз. Рассмотрены вопросы учета равновесных характеристик и многокомпонентных смесей в уравнениях движения таких сред. [c.77]

Трудности при моделировании такого рода ФХС обусловлены не только их сложностью, но и тем, что до недавнего времени были недостаточно разработаны соответствующие разделы теоретической механики неоднородных сред. Так, отсутствовали общие уравнения движения многофазных сред, которые учитывали бы многокомпонентный массо- и теплоперенос, фазовые превращения, химические реакции, неравномерность распределения частиц дисперсной фазы по размерам. Поэтому моделирование процессов массовой кристаллизации из растворов сводилось либо к решению уравнения баланса размеров кристаллов вне связи с силовыми и энергетическими взаимодействиями фаз, либо к оперированию алгебраическими (при анализе установившихся режимов) уравнениями баланса массы и тепла для аппарата в целом как для объекта с сосредоточенными параметрами. [c.4]

Для того чтобы могла произойти реакция превращения исходных молекул в молекулы продуктов реакции, должны быть раз-рущены или ослаблены за счет затраты энергии внутримолекулярные связи, существовавщие до столкновения. Напротив, при образовании новых молекул энергия выделяется. В итоге указанных выше затрат и выделения энергии определяется тепловой эффект той или иной реакции. Поскольку энергия разрыва связей очень велика, постольку реакция возможна только в случае, когда кинетическая энергия относительного движения молекул больше энергии активации Е, т. е. энергии, необходимой для разрушения внутримолекулярных связей,—величины, различной для различных реакций. При одной и той же средней энергии теплового движения молекул в данном газовом объеме одни молекулы могут перемещаться с большей скоростью, другие — с меньшей. Поэтому даже при относительно низком среднем уровне энергии теплового движения химическая реакция при отдельных столкновениях молекул возможна. Естественно, при росте температуры число столкновений, сопровождающихся реакцией, увеличивается и, стало быть, существенно увеличивается скорость химиче- [c.134]

Гиллиленд и др. при изучении скорости поглощения хлора растворами хлорида железа в пленочной колонне показали, что в ламинарном режиме движения химическая реакция в жидкой фазе приводит к снижению влияния скорости жидкости на коэффициент массоотдачи (рис. 1-75)- [c.72]

Лично автор склонен думать, что эта теория имеет наибольший интерес в случае процессов жидкостной экстракции, сопровождающихся химической реакцией [16]. Действительно, когда приведены в контакт две жидкости, то более вязкая жидкость (или жидкость, диспергированная в виде очень мелких капель) ведет себя как твердое тело в том смысле, что относительное движение двух фаз происходит полностью или главным образом за счет высоких градиентов скорости в менее вязкой фазе, вблизи границы раздела фаз. Если реакция протекает в менее вязкой фазе, то процесс близок по условиям, допущенным в упомянутой выше теории. В качестве примера можно привести алкилирование сжиженного нефтяного газа в сернокислотных реакциях [17]. В работе Ритема и Мееринка [16] представлена довольно полная обработка экстракции жидкость — жидкость с химической реакцией. [c.116]

Когда в реактор непрерывно поступает поток реагентов и в то же время непрерывно отводится поток продуктов реакции, на чистый поток может накладываться явление перемешивания вещества в направлении движения последнего. Общая конверсия, которая может быть получена в данном реакторе при закрепленных условиях питания, сильно зависит от вклада продольного перемешивания в пределах собственно реактора. В самом широком смысле явление продольного перемешивания — это процесс массопереноса. Таким образом, исследование продольного перемешивания в химическом реакторе относится к области массопередачн с химической реакцией. [c.120]

Химический процесс сопровождается изменением состава веществ, их структуры и обязательно энергетическими изменениями в реаги- )ующей системе. При химическом процессе происходит перегрупии-ровка атомов, сопровождающаяся разрывом химических связей в исходных веществах и образованием химических связей в продуктах 1)еакции. Вследствие взаимосвязанности форм движения материи и их 1 заимоиревращаемости при химических реакциях происходит превращение химической энергии в теплоту, свет и пр. [c.6]

Источники массы и тепла в потоках. В аппаратах химической технологии вицество переносится с материальным потоком и претерпевают различные изменения в процессе такого переноса. При этом концентрация /-ГО вещества Х можег изменяться в каждой точке потока не только в результате его движения, ио и вследствие химических реакции п процессов массообмена. Для учета указанн1,1х явлений приведенные выше уравнения должны быть дополнены соответствующими членами, имеюи имп смысл и н т е п с п в и о с т и и с т о ч -н и к о в в е Н1 е с т в я q . В данном случае, вооби1,е говоря, необходимо принимать во внимание, что скорость материального потока V также будет изменяться [c.59]

Это уравнение относится к случаю, когда можно пренебречь изменением объема реагирующей смеси и переносом массы благодаря терлюдиффузии. Три члена правой части описывают изменение концентрации, обусловленное соответственно движением реагирующей смеси со скоростью V, диффузией или турбулентным перемещиванием (характеризуемыми коэффициентом перемешивания О) и химической реакцией. Вместо должно быть подставлено выражение вида (I, 5) с плюсом, если -тый реагент относится к продуктам реакции, и с минусом, если он относится к исходным веществам. [c.17]

Химические реакции всегда связаны с разнообразными физическими процессами теплопередачей, поглощением или излуче-ниед электромагнитных колебаний (свет), электрическими явлениями и др. Так, смесь веществ, в которой протекает какая-либо химическая реакция, выделяет энергию во внешнюю среду в форме теплоты или поглощает ее извне. Поглощение света фотографической пленкой вызывает в ней химический процесс образования скрытого изображения. Химические реакции, протекающие в аккумуляторах между электродами и раствором, являются причино11 возникновения электрического тока. При повышении температуры вещества увеличивается интенсивность колебательных движении внутри молекул, и связь между атомами в молекуле ослабляется после перехода известной критической границы происходит диссоциация молекулы или взаимодействие ее с другими молекулами при столкновении, т. е. химический процесс. Число аналогичных примеров легко увеличить. Во всех случаях имее место тесная связь физических и химических явлений, их взаимодействие. [c.11]

В процессе сушки химические реакции не протекают, а процесс помутнения, наблюдаемый во втором периоде, объясняется удалением влаги из пор шариков с заменой ее воздухом. Особенно важное значение имеет конец сушки (период пропарки), когда происходит диффузия водяного пара из внутренних пор шариков через капиллярные отверстия к поверхности. Жидкость при движении в частично обезвоженной структуре шариков оказывает расклинивающее действие на стенки капилляров, по которым опа перемещается капиллярное давление достигает десятков атмосфер. Столь значительные напряжения могут вызвать появление трещин, поэтому быстрая сушка в этот период опасна. Пропитка шариков перед сушкой растворами поверхностно-активных веществ, снижающими поверхностное натяжение выделяющейся жидкости, способствует снижению интенсивности капиллярного движения в пористой структуре шариков во время сушки и тем уменьшает напряжения. Применение растворов высокоэффективных нейтрализованных контактов вызывает незна- [c.66]

Условно структуру системы можно разбить на два суперблока. Основной суперблок реализует собственно структуру задачи дискретного оптимального управления. Он состоит из блока пО строения математической модели исследуемого химического объекта — пространственной трехмерной модели молекулярной системы. Причем под молекулярной системой понимается не только отдельная молекула, но и любая пространственная совокупность молекул, химическая реакция, поверхность раздела фаз или поверхность катализатора или даже само реакционное пространство и т. п. Этот блок соответствует системе DENDRAL в американских системах. Блок управления движением объекта в фазовом пространстве и блок оптимизации также включаются в первый суперблок. > [c.54]

Непористые реакционно-диффузионные мембраны отличаются от прочих химической формой связи компонентов разделяемой смеси и исходного материала мембраны. Химические реакции приводят к образованию новых веществ, участвующих в транспорте целевого компонента. Массоперенос компонентов разделяемой газовой смеси определяется не только внешними параметрами и особенностями структуры матрицы, но и химическими реакциями, протекающими в мембране. В подобных системах за счет энергетического сопряжения процессов диффузии и химического превращения возможно ускорение или замедление мембранного переноса, в определенных условиях возникает активный транспорт, т. е. результирующий перенос компонента в направлении, противоположном движению под действием градиента химического потенциала этого компонента. В сильнонеравновесных мембранных системах могут формироваться структуры, в которых возникают принципиально иные механизмы переноса, например триггерный и осциллирующий режимы функционирования мембранной системы. Обменные процессы такого рода обнаружены в природных мембранах, но есть основания полагать, что синтетические реакционно-диффузионные мембраны в будущем станут основным типом разделительных систем, в частности, при извлечении токсичных примесей из промышленных газовых выбросов. [c.14]

В ряде случаев варианты конструктивного оформления деталей, размещаемых в псевдоожиженном слое, ограничены, тем не менее имеются благоприятные возможности для надлежащего выбора размера и расположения теплообменных труб, ориентации и формы разного рода устройств, способствующих более однородному псевдоОжижению. Конструктивные соображения могут, однако, потребовать противоположных решений, так что приходится идти на компромисс. Например, химические реакции и процессы массообмена в псевдоожиженном слое протекают обычно более эффективно при меньших размерах газовых пузырей и равномерном их распределении в объеме слоя, это следует учитывать, конструируя систему перераспределительных перегородок. С другой стороны, перемещение твердых частиц, вызываемое движением газовых пузырей, благоприятно сказывается на теплообмене слой — поверхность и перемешивании зернистого материала, в таких процессах, естественно, система перераспределительных перегородок не должна быть чрезмерно развитой, чтобы не препятствовать интенсивному движению теердых частиц. [c.522]

Рассматривая совокупность физико-химических эффектов и явлений, возникающих в процессе стесненного движения ансамбля капель жидкой или пузырьков газовой фазы в сплошной жидкой среде, естественно выделить пять ступеней иерархии этих эффектов ) совокупность явлений на атомарно-молекулярном уровне 2) эффекты в масштабе надмолекулярных или глобулярных структур 3) множество физико-химических явлений, связанных с движением единичного включения дисперсной фазы, с учетом химических реакций и явлений межфазного энер-го- и массопереноса 4) физико-химические процессы в ансамбле включений, перемеш,аюи ихся стесненным образом в слое сплошной фазы 5) совокупность процессов, определяюш их мак-рогидродинамическую обстановку в масштабе аппарата. [c.42]

Основные допущения. Рассмотрим jra-фазную п-компопентную сплошную среду, в объеме каждой -й фазы которой протекают N линейно независимых химических реакций. Движение многофазной многокомпонентной смеси будем изучать при следующем предположении фазы представляют собой гомогенные смеси (смеси газов, растворы), а расстояния, на которых параметры течения меняются существенно (вне поверхностей разрыва), много больше характерных размеров неоднородностей или включений (капель, пузырей, твердых частиц). Это позволяет подойти к описанию движения многокомпонентной многофазной смеси на основе представлений взаимопроникающих континуумов [33]. [c.35]

Как видно из (1.63), (1.64), по сравнению с перекрестными эффектами, развивающимися в однофазных системах [42] (например, эффекты Соре, Дюфура и др.), в случае многофазных многокомпонентных систем (с химическими реакциями, фазовыми превращениями, тепло- и массообменом), подчиняющихся модели взаимопроникающих континуумов, спектр перекрестных эффектов значительно расширяется. Так, на величину диффузионных и тепловых потоков в пределах фазы оказывает влияние относительное движение фаз (коэффициенты ап зи > / 2п+зд)- Поток тепла 5,12) между фазами определяется не только разностью температур фаз, но и движущими силами межфазного переноса массы (коэффициенты i,2jv+2.....2Л42П+1) и химических превращений (коэффициенты, 121 > 2jv+i). Скорость транспорта вещества к-то компонента между фазами определяется прежде всего движущей силой межфазного массопереноса, состоящей из трех частей разности потенциалов Планка (V-ik [c.59]

Рассматривая совокупность физико-химических эффектов и явлений, имеющих место в процессе взаимодействия ансамбля кристаллов с раствором при наличии внешних воздействий, можно выделить пять уровней иерархии этих эффектов I) совокупность явлений на атомарно-молекулярном уровне 2) эффекты в масштабе надмолекулярных или глобулярных структур 3) множество физико-химических явлений, связанных с движением единичного кристалла, с учетом кристалло-химической реакции и явлений межфазного энерго- и массопереноса 4) физико-химические процессы в ансамбле кристаллов, перемещающихся стесненным образом в сплошной фазе 5) совокупность процессов, определяющих макрогидродинамическую обстановку в масштабе технологического аппарата в целом. [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология