Процессы агрегатных превращений

Все процессы агрегатных превращений сопровождаются выделением или поглощением теплоты. Плавление и испарение всегда сопровождаются поглощением теплоты, так как разрушение кристаллической решетки или переход молекул в пар требует затраты энергии. [c.34]

Применительно к процессам агрегатных превращений уравнение второго закона термодинамики можно записать так [c.113]

Знак неполного дифференциала, использованный здесь, говорит, как и прежде, что теплота не является свойством системы, а зависит от пути процесса и его обратимости. Так, например, понятие теплоемкости теряет смысл для изотермических процессов, агрегатных превращений или процессов, сопровождающихся совершением какой-либо иной работы, кроме работы расширения. Обычно в процессах изобарного или изохорного [c.327]

Все процессы агрегатных превращений сопровождаются выделением или поглощением теплоты. Плавление и испарение всегда сопровождаются поглощением теплоты, благодаря чему при высоких температурах жидкое состояние более устойчиво, чем твердое, а газообразное — устойчивее жидкого (при одинаковом давлении). [c.34]

Выбор вида физического воздействия, его характеристик и способ организации процесса химических превращений определяется многочисленными факторами. В общей задаче интенсификации химико-технологических процессов важным является устранение условий, при которых скорость химических реакций лимитируется процессами тепломассообмена. Одним из существенных факторов является агрегатное состояние реагентов, от которого зависит целевая передача энергии воздействия реагирующим молекулам, а также возможность смешения исходных веществ, разделения продуктов реакции и другие процессы. [c.172]

Иногда процесс проходит с изменением агрегатного состояния фаз. Необходимо использовать теплоту фазового превращения. Например, в процессе ректификации теплота конденсации (при постоянной температуре) менее летучего компонента расходуется на испарение более летучего компонента. [c.352]

Гомогенной называется реакция, при проведении которой все вещества, участвующие в процессе химического превращения, находятся в одинаковом агрегатном состоянии, образуя при этом одну фазу. Если эта фаза состоит из двух или более химических компонентов (т. е. в реакции участвует более одного реагента), то возможно существование разности концентраций в пространстве, которая уменьшается во времени в результате диффузии. Для получения в реакторе гомогенной смеси реагентов чаще всего достаточно или молекулярной диффузии, или простого перемешивания (течение в скрещивающихся потоках, ввод одних реагентов в поток других). В некоторых случаях, когда скорость реакции превышает скорость молекулярной диффузии и когда требуется хорошая гомогенизация реагентов, применяют специальные перемешивающие устройства. [c.53]

Полученные уравнения могут быть применены и к процессам полиморфных и агрегатных превращений. Так, например, для процесса испарения, протекающего при постоянных давлении и температуре, из уравнения (1.30) следует, что [c.21]

Выбор технологической схемы производства каждого продукта зависит прежде всего от технической и экономической целесообразности методов его получения и от физико-химических свойств веществ, участвующих в различных стадиях химических превращений. Указанные факторы и определяют оптимальные условия технологических процессов—агрегатное состояние и соотношение реагентов, температуру, давление, продолл<ительность процесса, необходимость и возможность применения растворителей, катализаторов, инициаторов, способы отвода тепла или охлаждения и др. [c.321]

Уравнение Кирхгофа может быть применено к процессам полиморфного и агрегатного превращений. [c.27]

В гетерогенных системах возможны как химические реакции, так и переходы веществ из одной фазы в другую (агрегатные превращения, растворение твердых веществ и др.). Равновесию гетерогенных систем отвечает равенство химических потенциалов каждого компонента во всех фазах, а также минимальное значение изохорного или изобарного потенциалов или максимальное значение энтропии всей системы при определенных условиях. Если в систему входит хотя бы одна фаза, состав которой изменяется в процессе приближения к равновесию, то равновесное состояние фазы и всей системы характеризуется константой равновесия, например в системах, состоящих из индивидуальных веществ в конденсированном состоянии и газов. В системах, состоящих из индивидуальных веществ в конденсированном состоянии, в которых состав фаз в ходе процесса не изменяется, а процесс идет до полного исчезновения одного из исходных веществ (например, полиморфные превращения веществ), понятие константы равновесия неприменимо. [c.161]

Перемешивание веществ одинакового и различных агрегатных состояний широко используется в химической технологии для получения гомогенных растворов (жидкостей, газов и твердых веществ в жидкостях) и равномерных гетерогенных смесей — эмульсий (жидкость—жидкость), суспензий (жидкость—твердые частицы) и твердых сыпучих материалов. Перемешивание является часто эффективным средством интенсификации процессов химического превращения в гетерогенных средах, а также тепло- и массообмена. [c.177]

Однако и это соотношение не соблюдалось, если в процессе смешения тел с одним из них происходило какое-либо агрегатное превращение, например, плавление или испарение. В этом случае теплород поглощался телом без изменения температуры, т. е. теплоемкость тела при температуре агрегатных превращений стремилась к бесконечности. Такое количество тепла, которое необходимо телу для изменения его агрегатного состояния, Блэк назвал скрытой теплотой процесса. Уравнение (89) было дополнено поэтому членами, учитывающими скрытые удельные теплоты всех прошедших процессов агрегатных (фазовых, как мы бы сказали теперь) переходов Я.,. Теперь закон сохранения теплорода мог быть записан в более общем виде [c.309]

Дифференциально-термический анализ оказался плодотворным при изучении агрегатных превращений, укрупнения кристаллов, растворения и кристаллизации, химического взаимодействия, коллоидных процессов и др. [c.211]

Твердым углеводородам масляных фракций в процессе их кристаллизации присущи не только агрегатные превращения жидкость-твердое [c.22]

Отдельные стадии химического производства содержат обычно различные типовые процессы, объединяемые назначением. Например, стадия химического превращения содержит реакторы различного типа, стадия выделения — различные массообменные (преимущественно) процессы, стадия подготовки сырья — обычно наиболее разнородную группу типовых процессов в зависилюсти от агрегатного состояния и степени подготовленности сырья. Это могут быть и массообменные процессы (абсорбция, адсорбция) для очистки от нежелательных сопутствующих газовых примесей, гидродинамические процессы для разделения неоднородных гетеро-фазных систем, механические процессы и т. д. Поэтому в дальнейшем будет рассматриваться не эта группа процессов отдельно, а лишь составляющие ее способы в стадиях химического превращения и выделения продуктов химических реакдий. [c.81]

Уравнение Кирхгофа распространяется на различные агрегатные превращения. Для обозначения тепловых эффектов этих превращений пользуются термодинамическими обозначениями, которым приписывается положительное значение, если они соответствуют поглощению тепла, и отрицательное — выделению тепла. Таким образом, для процесса испарения имеем [c.59]

Приложение второго начала термодинамики к агрегатным превращениям позволяет вывести зависимость, которая получила название уравнения Клаузиуса — Клапейрона. Для процессов испарения и сублимирования эта зависимость связывает производную давления насыщенного пара по температуре, изменение объема и тепловой эффект. Для процессов плавления и полиморфных превращений она связывает производную температуры превращения по давлению, изменение объема и тепловой эффект. [c.83]

В работе [393] на основании детального анализа кинетики изотермической кристаллизации найлона 6 в присутствии немодифицированного аэросила была сформулирована гипотеза о подобии процесса фазовых превращений, протекающих с изменением объема в расплавах высоконаполненных полимеров, с одной стороны, и в твердом агрегатном состоянии некоторых металлических систем—с другой. Предполагается, что конкуренция между движущей силой кристаллизации и препятствующими фазовому превращению капиллярными силами, возникающими между твердыми поверхностями в результате смачивания их расплавом полимера, приводит к стремительному росту внутренних напряжений в полимерных прослойках [399], под действием которых зародыши кристаллизации приобретают форму тонких дисков. Соответствующее этому случаю выражение для энергетического барьера зародышеобразования может быть записано в следующем [c.154]

На рис. 16 все сплошные кривые / и опытные точки соответствуют изменению частоты Ау, фиксируемому датчиком, штриховые кривые 2 определяют температуру Т, фиксируемую термопарой. Горизонтальные участки кривых 2 характеризуют длительность процессов плавления и затвердевания, вертикальные штриховые линии 3—6 отсекают на частотных кривых эти же длительности. Из сопоставления кривых / и 2 видно, что началу и концу агрегатного превращения соответствуют резкие изменения частоты, причем длительность превращения можно с равным успехом определять как по температурной кривой, так и по частотной. Отсюда следует, что хрональный метод вполне приемлем, например, для дистанционного определения момента затвердевания отливки или слитка. [c.391]

Кипением называется процесс изменения агрегатного состояния жидкости с превращением ее в пар. Непосредственный переход твердого вещества в пар называется сублимацией. Он представляет собой более простой способ теплопередачи, чем превращение жидкости в пар. При дальнейшем изложении мы будем изучать только явления и условия теплоотдачи при кипении жидкостей. [c.102]

При химических процессах длительность технологической обработки, связанной с превращением веществ, изменением их агрегатного состояния, определяется химическими свойствами обрабатываемых веществ, концентрацией реагентов, температурой, давлением, характером и активностью катализатора и др. Многие из этих факторов определяют и полноту осуществления реакции, выход продукции с единицы сырья. [c.142]

Термотехнологические процессы, протекающие в печах, состоят из а) химических превращений исходных материалов, состоящих в изменении химического состава и б) физико-химических превращений исходных материалов, в которых происходит изменение структуры веществ, отражающиеся на агрегатном состоянии или кристаллической модификации их. [c.6]

Теоретические основы. Термокрекинг и коксование являются процессами превращения нефтяного сырья под действием высоких температур в газообразные, жидкие и твердые продукты. Количественный и качественный состав конечных продуктов определяется свойствами исходного сырья, температурой процесса, давлением в зоне реакции, агрегатным состоянием реакционной массы, временем пребывания сырья в реакционной зоне. Преобразование компонентов исходного сырья происходит в результате последовательно-параллельных реакций, протекающих главным образом по радикально-цепному механизму. Ход реакций в термодинамическом отношении вполне закономерен, так как обусловлен переходом нефтяного сырья с большим запасом свободной энергии в низкомолекулярные газообразные и среднемолекулярные дистиллятные фракции и в кокс, имеющие меньший запас свободной энергии. [c.81]

Технология подразделяется на механическую технологию, изучающую производственные процессы переработки, связанные только с изменением размеров, формы, агрегатного состояния, кристаллической структуры веществ, и на химическую технологию. Химическая технология не может быть сведена только к методам химической переработки, так как в химическом производстве собственно химическим превращениям сопутствуют разнообразные физические, физико-химические и механические процессы. [c.34]

Подобным же образом для процесса агрегатного превращения, например для энтальпии испарения ДЯвсп, справедливо уравнение ДЯисп/й7 =Ср(п)—Ср(ж). В небольшом температурном интервале и в этом случае можно приближенно принять теплоемкости пара и жидкости независящими от температуры. Так, для воды в интервале 40—60° С Ср(п)=8,47 кал/(моль-К) [35,6 Дж/(моль-К)] и Ср(ж) = 17,97 кал/(моль-К) [75,5 Дж/(моль-К)]. Отсюда ДСр = ==—9,50 кал/(моль-К) [39,9 Дж/(моль-К)] и ДЯисп/й7 =—9,50. Если при 40° С (313К) ДЯисп = 10500 кал/г-моль, то прн 100° С (373К) ДЯисп = 10500—9,5-60=9930 кал/г-моль. [c.18]

Твердым углеводородам масляных фракций в процессе их кристаллизации присущи не только агрегатные превращения жидкость — твердое тело, но и полиморфные превращения, причем характер кристаллизации длинноцепных углеводородов определяется структурой их молекул. Ряд работ [21] посвящен изучению ИК-спектров нефтяных парафинов и их углеводородных фракций, образующих и не образующих комплекс с карбамидом. Анализ температурных изменений ИК-спектров в области 670— 1700 см- позволил выявить особенности фазовых превращений во фракциях твердых углеводородов различного химического состава. Комплексы с карбамидом образуют нормальные парафины, а также изопарафины и алкилциклические углеводороды с длинными неразветвленными цепями, не содержащие группировок, препятствующих комплексообразованию (например, конденсирован- [c.123]

Выше 1) было указано, что величина внутренней энергии, а следовательно, и энтальпии определенной массы данного вещества зависит от его агрегатного состояния и температуры. Последовательность агрегатных превращений с изменением температуры показывает, что вешества обладают наибольшим запасом внутренней энергии, я следовательно, и наибольшей энтальпией в газообразном состоянии. В жидком состоянии этот запас меньше, а в твердом (кристаллическом) —еще меньше. Отсюда ясно, что фазовые переходы должны сопровождаться энергетическими эффектами выделением энергии при переходе вен1естБ из состояния с большей энтальпией в состояние с меньшей энтальпией и поглощением зисргии при обратном переходе. Таким обра юм, сжижение газа и кристаллизация жидкости — процессы экзотермические, а плав 1еиие кристаллов и испарение жидкостей —. эндотермические. [c.81]

Процесс полимеризации и склеивания изделий из стеклопластика и углепластика сопровождается большим количеством различных физико-хнмичесюгх реакц 1 и агрегатными превращениями вехнества. Композиционным материалам, из которых создаются полимеры, присуще изменение их свойств под влиянием внешних воздействий [1]. Чаще всего формирование конечной структу ры полимерного материала с приданием ему определенных физических и химических свойств происходит одновременно с получением геометрической формы готового изделия. [c.222]

Уравпенне Кирхгофа распространяется и на агрегатные превращения при р=сопз1. Для обозначения тепловых эффектов этих превращений пользуются термодинамическими обозначениями н термодинамической системой знаков. Таким образом, для процесса испарения имеем [c.60]

Чтобы получить одинаковые значения теплоты образования соелине-иий при разных процессах, необходимо условиться, в каком состоянии брать молекулы и атомы. Известно, что состояние веществ зависит от температуры и давления. От указанных параметров зависят теплоемкость, агрегатные превращения и т. п. Таким стандартным состоянием избирают состояние термодинамически устойчивой модификации вещества при температуре [c.15]

Материал расположен в следующей последовательности после кратких сведений об основных наших термодинамических очагах расматриваются исследования общетеоретического направления, затем работы, посвященные свойствам индивидуальных веществ (газ, жидкость, кристалл, их агрегатные превращения), исследования многокомпонентных систем (одно- и многофазные системы) вслед за этим идет раздел, содержащий материал по термодинамике химических процессов (гомогенные и гетерогенные системы, тепловые эффекты). В последней части приводятся сведения о монографической, справочной и учебной литературе. [c.5]

Термодинамический метод применяется для рещения самых разнообразных проблем различных областей науки. Обычно при рассмотрении содержания термодинамики и ее приложений выделяют общую, техническую и химическую термодинамику. Общая термодинамика излагает основные начала термодинамики и непосредственно вытекающие из них следствия. При этом наиболее широко используются дифференциальные уравнения и частные производные. Техническая термодинамика включает применение тех же законов и их следствий к тепловым двигателям. Наконец, содержание химической термодинамики состоит в применении термодинамического метода к изучению химических процессов. Она изучает превращения тепла, связанные с химическими реакциями и агрегатными превращениями. При этом формулируются закономерности, позволяющие определять направление и предел прогекания этих процессов. Химическая термодинамика оказывается весьма плодотворной при решении вопроса об устойчивости химических продуктов, а также при отыскании способов, предотвращающих образование нежелательных веществ она же позволяет указать рациональные значения температуры, давления и прочих параметров для осуществления химических процессов, определить пределы фракционной дистилляции и кристаллизации, а также полезна при решении многих других металлургических и технологических задач. [c.12]

При математическом моделировании объектов химической технологии обычно принимаются во внимание следующие элементар-Hfiie процессы 1) движение потоков фаз 2) химические превращения ) массообмен между фазами 4) теплопередача 5) изменение агрегатного состояния веществ (испарение, конденсация, растворение и т. д.). [c.44]

Более полная информация о способах реализации процесса может, быть получена при анализе свойств смеси и отдельных составляющих ее смесей меньшей размерности. Рассмотрим качественно это применительно к стадии выделения целевых продуктов. Обычно смесь, поступающая на разделение, является продуктом химического превращения (это особенно характерно для химических производств) и наряду с целевыми компонентами может содержать исходные реагенты и побочные продукты. При невысокой степени превращения исходные реагенты желательно выделить и возвратить на стадию превращения. Они, таким образом, становятся также целевыми продуктами стадии выделения. Что касается побочных продуктов реакций, то последние, особенно при больших мощностях производства, также могут представлять товарную ценность. Даже не будучи таковыми, они часто должны подвергаться последующей обработке исходя из требований охраны окружающей среды. Следовательно, смесь, поступающая на разделение, может содержать различные по агрегатному состоянию (газообразные или жидкие), по важности (целевые или побочные) и по требованиям на качество продукты. Однако все они составляют единую смесь, свойства которой определяются как свойствами отдельных компонентов, так и степенью их взаимодей-отвия. При наличии неконденсирующихся компонентов (критическая температура которых ниже температуры смеси) возникает вопрос о целесообразности изменения условий или выделения газовой и жидкой фаз на первом этапе разделения. [c.96]

Как уже упоминалось (см. введение), технологический оператор физико-химической системы, как правило, представляет суперпозицию (наложение) элементарных т хнологических операторов химического превращения, диффузионного переноса вещества и тепла, межфазного тепло- и массопереноса, механического пере-меншвания, изменения агрегатного состояния вещества (испарения, конденсации, растворения), дробления и коалесценции и т. д. Каждый элементарный технологический оператор по существу является элементарным процессом, подчиняющимся определенным физико-химическим закономерностям с соответствующим математическим описанием. В рамках этого описания элежнтарному технологическому оператору соответствует его элементарный функциональный оператор. [c.199]

Технологическая (или рабочая) машина представляет собой комплекс механизмов, предназначенных для выполнения технологического процесса в соответствии с заданной программой. В ходе технологического процесса под воздействием рабочих органов машины изменяются качественные показатели предмета труда (физические свойства, форма, положение) при этом затрачивается полезная работа. В машинах химических производств технологический процесс обычно носит сложный характер на предмет труда помимо механического воздействия может накладываться какой-либо (или совоку1шость) типовой процесс химической технологии — химическое превращение, межфазный массообмен, нагрев, изменение агрегатного (фазового) состояния вещества и др. Например, в аммо-низаторах-грануляторах происходит не только процесс гранулирования окатыванием, т. е. получение сферических гранул из мелкодисперсного материала перемещением его частиц во вращающемся барабане, но и химическая реакция — нейтрализация жидким аммиаком фосфорной кислоты, содержащейся в пульпе, которая подается в гранулятор, а также сушка материала (тепломассообменный процесс). [c.7]

Если придать системе некоторое количество теплоты извне, причем объем системы останется постоянным, то сообщенная ей теплота пойдет только на увеличение внутренней энергии, которое выразится в повышении температуры, в изменениях агрегатного состояния, в химических превращениях и т. п. Если же объем системы может изменяться, то наряду с поглощением или выделением теплоты система может совершать механическую работу (расширение) или над ней мол ет совершаться работа (сжатие), причем сообщаемая системе 1Сплота расходуется на увеличение внутренней э[1ергии и не совершает работы расширения. Увеличение внутренней энергии системы в любом процессе равно количеству сообщаемой системе теплоты за вычетом совершенной системой работы. [c.84]

Материальным потоком называется графическое отображение движения и изменения веществ, участвующих в химико-технологическом процессе. Материальный поток выражается в виде материально-потокового графа (МПГ) процесса, то есть графической схемы, в которюй отражены природа вещества, направление его перемещения, изменение агрегатного состояния и химического состава. В МПГ различают узлы , то есть аппараты и машины, и ребра — перемещающиеся в процессе вещества. На рис. 8.1 представлен фрагмент подобного матери-ально-потокового графа, где А, В, С и О — компоненты сырья, участвующие в превращениях в ходе химико-технологическо-го процесса. [c.87]

При физических превращениях нефти и нефтепродуктов важен как процесс (фазовые переходы), так и его результат (а[ регатное состояние вещества). Как известно, индивидуальны соединения и сложные смеси (нефть) в зависимости от внеш них воздействий могут находиться в трех агрегатных состоя ниях. паро(газо)образном, жидком и твердом. [c.119]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология