Температура и тепловой эффект фазовых превращений

Оформление и расшифровка термограмм. Общий вид термограммы до расшифровки (а) и после нее (б) представлен на рис. 7. На термограмме следует записать дату проведения опыта, наименование исследованной системы, состав сплава, сопротивление в цепи простой и дифференциальной термопар, скорость нагрева и охлаждения, скорость вращения барабана. Записи рекомендуется производить тушью на лицевой стороне фотобумаги. После этого на термограмму наносят-из-меренные температуры, соответствующие разрывам на кривой простой записи. После этого измеряют расстояние (в миллиметрах) от нижнего края фотобумаги до соответствующего разрыва в простой записи и строят градуировочную прямую в координатах Т—I. Затем необходимо отметить термические эффекты фазовых превращений сравнением простой и дифференциальной записей. Термический эффект с горизонтальной площадкой на кривой простой записи отвечает нонвариантному процессу. При этом на кривой дифференциальной записи моменту начала фазового перехода соответствует резкое отклонение от горизонтального хода. Если нонвариантному процессу на кривой простой записи не отвечает горизонтальный участок (вследствие влияния положения спая Термопары в тигле, большого отвода тепла по [c.18]

ТЕПЛОЕМКОСТЬ — отношение количества теплоты, сообщенной системе, к изменению ее температуры. При этом подразумевается, что изменение состояния системы не сопровождается ни химическими реакциями, ни фазовыми превращениями. Т., отвечающая конечному изменению температуры, называется средней Т. Т., соответствующая бесконечно малому изменению температуры, называется истинной Т. На величину Т. влияет химический состав вещества. Повышение температуры, как правило, вызывает возрастание Т. Данные о Т. необходимы для расчетов тепла на нагревание вещества, физико-химических расчетов, определения влияния температуры на тепловой эффект реакции, расчета химического равновесия и др. [c.246]

Измерение тепловых эффектов проводилось с помощь дифференциальной термопары, измеряющей разность температуры между эталоном и исследуемым образцом с последующей записью на электронном потенциометре. В качестве эталона использовался цилиндр из алюминия тех же размеров, что и образец. Количество тепла, выделяющееся при фазовых превращениях в процессе измерения, определялось по площади кривой на термограмме [c.96]

Теплопотреблением сырьевых материалов называют величину численно равную количеству тепла, усваиваемого единицей массы шихты (или концентрата) в период протекания технологического процесса, составной частью которого, помимо нагрева материала, служат идущие с эндотермическим эффектом физико-химические и фазовые превращения, завершающиеся при температуре соответствующей оптимальным условиям разделения продуктов плавки. В печах для плавки на штейн ее, как правило, принимают равной 1250 °С. Количество потребляемого шихтой тепла обычно рассчитывают при составлении материального и теплового балансов плавки. Однако когда нет исчерпывающих данных о минеральном составе сырья и не ясны все детали механизма протекающих в печи тепловых процессов, его теплопотребление [c.454]

Этот метод широко используется для физико-химических исследований, но служит несколько иным задачам, чем рассмотренные выше методы. В качестве свойства в термическом методе используется тепловой эффект реакции фазовых превращений, происходящих в исследуемом объекте. В некоторых случаях это является косвенным указанием на состав исследуемого объекта. В термическом методе анализа применяют построение и исследование кривых охлаждения и нагревания исследуемого объекта. Если при нагревании или охлаждении исследуемого объекта отсутствуют фазовые превращения, связанные с выделением или поглощением тепла, то кривые изменения температуры во времени идут плавно, без перегибов (рис. 268, а). Если в системе происходят фазовые превращения, сопровождающиеся выделением или поглощением тепла, то на кривой, в зависимости от характе- [c.428]

Методы охлаждения. В широком значении слова охлаждение является наукой и искусством получения и поддержания температур ниже температуры окружающей среды. Низких температур можно достигнуть различным путем, а именно 1) с помощью фазовых превращений, сопровождающихся поглощением тепла, например посредством парообразования воды или аммиака, плавления льда или растворения соли 2) расширением сжатого газа или пара, при котором совершается внешняя работа 3) дросселированием 4) десорбцией газа 5) размагничиванием твердого тела 6) пропусканием электрического тока через спай двух металлов (эффект Пельтье). Действительно, любое обратимое изменение, включающее затрату работы, можно использовать для отвода теплоты и получения низких температур. Метод 1 чаще всего применяется для промышленного [c.482]

Фазовые превращения не сопровождаются химическими изменениями и являются физическими процессами. Некоторые вещества при этих превращениях (плавлении, кипении, сублимации) поглощают относительно большие количества тепла при низкой температуре, что позволяет применять их для получения охлаждающего эффекта. [c.11]

Схематически явление абляции показано на рис. 6.14. Полимерное связующее пластика подвергается пиролизу, в результате чего образуются газообразные продукты и коксовый остаток. Газы поступают в граничный газовый слой, а это ведет к тому, что поверхность, подвергающаяся абляции, оказывается в слое относительно холодного газа. Таким образом, газообразные продукты распада выполняют теплозащитные функции. Температура граничного газового слоя может достигать 16 500 °С, в то время как внутреннего (жидкой фазы и газа) сохраняется на уровне 1650—2000 X. Обугленный слой, при соответствующих аэродинамических условиях, остается на поверхности, выполняя дополнительные теплозащитные функции. Волокнистые компоненты композиции претерпевают фазовое превращение от твердого до жидкого состояния, появляясь на поверхности в виде пузырьков или пленок. Часть расплава испаряется и уносится потоком воздуха (газа). Поглощение тепла в процессе испарения пластика и образование относительно холодного газа на поверхности изделия создает эффект абляционного охлаждения. Теплозащитные свойства материалов оцениваются эффективной теплотой абляции, выражаемой в кал/кг. [c.293]

Термический анализ служит -для исследования многих физических и химико-технологических процессов, сопровождающихся выделением или поглощением тепла. К ним относятся физические — плавление, кипение, возгонка и испарение, полиморфные превраще ния, переход из аморфного состояния в кристаллическое химические— реакции диссоциации и дегидратации, восстановления и окисления, обмена и изомеризации. Одним из способов изучения таких процессов и реакций является измерение температур. Этот метод анализа целесообразно использовать для исследования фазового состава твердых неорганических материалов, установления температурных границ существования катализаторов, определения теплоемкости и теплопроводности. Сущность анализа состоит в изучении фазовых превращений, происходящих в индивидуальных веществах или сложных системах, по термическим эффектам, сопровождающим эти превращения. [c.374]

Охлаждающий эффект при низких температурах достигается применением следующих физических процессов фазовых превращений, сопровождающихся поглощением тепла (плавление, парообразование, растворение соли) расширения сжатого газа с отдачей внешней ра- [c.13]

В большинстве работ по построению диаграмм равновесия достаточно рассмотреть температ>фы точек остановок и качественно отметить, насколько интенсивно проявляется тепловой эффект. Если природа превращения неизвестна, то детальное изучение формы остановки дает иногда возможность установить различие между фазовым превращением первого рода и таким превращением, как сверхструктурное, где имеется только аномалия в зависимости удельной теплоемкости от температуры и нет выделения или поглощения тепла. Специальные [c.142]

Фазовые превращения (плавление, кипение, сублимация и т. п.) являются процессами, поглощающими относительно большие количества тепла. В природе имеются вещества, например вода, сернистый ангидрид, аммиак, фреоны, углекислота и другие, у которых процессы плавления, кипения, сублимации протекают при низких температурах, поэтому их применяют для получения охлаждающего эффекта. [c.8]

Здесь следует сделать одно существенное замечание. При исследовании поведения высокозастывающего нефтяного сырья при пониженных температурах в области - -30...-20°С было замечено, что охлаждение системы не всегда сопровождается скачком в изменении состояния системы, то есть фазовые переходы не проявляются в ярко выраженной форме. Таким образом, несмотря на очевидный факт повышения упорядоченности такой многоуровневой системы, какой является нефть, при понижении температуры, по всей вероятности, резких качественных изменений структурных элементов системы в целом не происходит. Не вдаваясь в подробности механизма превращений, отметим, что было высказано предположение о проявлении во времени в системе конкурирующих процессов упорядочения-разупорядочения соответственно с выделением или поглощением тепла, что компенсировало тепловые эффекты [c.178]

Здесь q — поток тепла, отводимый от поверхности лучеиспусканием и прямым контактом с телами, не принимающими учас тия в реакции. Формула (III, 19) применима как к химическим реакциям, так и к фазовым переходам, где роль теплового эффекта играет скрытая теплота превращения. Передача тепла самой реагирующей смеси, т. е. реагентам и продуктам реакции не входит в q, так как она учтена полностью в левой части (III, 19). Уравнение (III, 19) выражает тепловой баланс поверхности, на которой происходит реакция. Но поток энергии, составляющий левую его часть, так же как и потоки веществ /, остается постоянным в пределах пограничного слоя. Поэтому под температурой Т можно понимать не только температуру поверхности Г, но и текущую температуру в пограничном слое. С помощью условия стехиометрии потоков (III, 9) уравнение теплового баланса приводится к виду [c.152]

Поскольку в (9.7) q = onst, то эта зависимость будет определяться только теплоемкостью системы, которая в отсутствие фазовых превращений является гладкой функцией температуры. Следовательно, кривая охлаждения также будет иметь плавный характер. Если же в системе происходит какое-либо превращение, сопровождающееся возникновением теплового эффекта (фазовое превращение), то при этом могут иметь место два случая 1) отводимое тепло полностью возмещается возникающим в данном [c.211]

Проведенный анализ термографических кривых, полученных в процессе нагревания предварительно освещенных в жидком азоте смесей НВг с СеНю различного состава, позволил сделать вывод, что развитие реакции гидробромирования тор Мозится фазовыми переходами в циклогексене [390]. По-видимому, это один из немногих описанных в литературе случаев, когда фазовый переход не способствует протеканию процесса при низких температурах. Замедление реакции в точках фазовых превращений может быть связано с поглощением тепла в момент эндотермического перехода, который накладывается на экзотермическую реакцию. Однако торможение происходит и при температурах 133 и 139 К, когда тепловые эффекты фазовых превращений незначительны. Авторы работы [390] предположили, что явление торможения обусловлено особенностями поведения активных центров. [c.109]

Если в процессе кристаллизации условия теплопередачи не изменяются, а теплопроводность и теплоемкость твердой фазы остаются такими же, как и для жидкой фазы, то прямая охлаждения твердой фазы совпадет с продолжением прямой охлаждения жидкой фазы. Изменение хотя бы одного из перечисленных выше факторов приводит к смещению прямой FG параллельно прямой изменения температуры охлаждающей оболочки. Площадь ABLM отвечает количеству тепла, отведенному от охлаждающегося вещества до температуры кристаллизации. Площадь BEOL соответствует тепловому эффекту фазового превращения. Однако можно доказать, что эта площадь равна площади BEF [6, с. 226]. [c.33]

Рассматривая на рис. 182, А кривую нагрева образца, мы можем представить себе кривую изменения температуры образца в случае, если бы не было эффекта фазового превращения (прерывистая линия аге). Тогда площадь абже отвечала бы количеству тепла, затраченного на нагрев образца от температуры, соответствующей точке а, до температуры, соответствующей точке е. [c.227]

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]

ИзучеЕ1ие эффектов ассоциации одноименных (пар-твердый конденсат) или разноименных (пар-газ) молекул привело к получению соответствующих зависимостей, Показано, что при конденсации пара в жидкость из парогазовых смесей скорость конденсации резко уменьшается с повышением содержания газа. Рассмотрение процесса конденсации во всей его сложности с учетом молекулярных взаимодействий дает возможность выявить особенности конденсации как в жидкое, так и твердое состояние. Общим является то, что обмен энергией между частицами в объеме и на поверхности происходит в состоянии ассоциации. Можно предположить, что фазовые превращения, например пар-жидкий конденсат, будут растянуты во времени, так как некоторое повышение температуры смеси при конденсации может привести к разрушению только образовавшихся кристаллических решеток за счет собственной энергии фазового превращения. У определенной части молекул кинетическая энергия может становиться больше потенциальной энергии взаимодействия, и эта часть молекул вновь испаряется с поверхности конденсации. В этих случаях процесс теплообмена по физической сущности представляет собой обмен энергией между частицами, находящимися в различном энергетическом состоянии. Такой обмен энергией между частицами обычно называют переносом тепла. При конвективном теплообмене поток тепла вызывается наличием градиента температуры. Однако даже при отсутствии температурного градиента за счет хаотического теплового движения молекул среды непрерывно происходит хаотический перенос тепла. [c.100]

Анализ системы, состоящей из уравнения (2.44) и кинетического уравнения реакции первого порядка, проведен в работах [96, 97]. Такой подход удобно использовать для моделирования процессов получения крупногабаритных блоков, так как часто из-за низкой теплопроводности режим их получения близок к адиабатическому (число БиоСО, ). Более полная постановка задачи моделирования процесса химического формования в форме дается анализом режимов работы периодического реактора без смешения при нестационарно протекающих химических процессах и кондуктивном теплопереносе. Один из вариантов расчета может быть выполнен при следующих допущениях [98] реакция, протекающая в рассматриваемой области, является одностадийной и необратимой теплопередача в зоне реакции осуществляется путем теплопроводности движение реагирующего вещества и связанный с ним конвективный механизм передачи тепла отсутствуют исходное вещество и продукты реакции находятся в одном фазовом состоянии, т. е. протекание реакции не сопровождается фазовыми превращениями лраиица рассматриваемой области непроницаема для вещества теплообмен на границе раздела происходит по закону Ньютона величины, характеризующие физические свойства вещества (теплопроводность, теплоемкость, плотность), химическую реакцию (энергия активации, предэкспоненциальный фактор, тепловой эффект) и условия протекания процесса (давление, температура окружающей среды, форма и размеры области, коэффициент теплоотдачи), в ходе процесса не изменяются. [c.54]

Процесс отнятия тепла, сопровождаюшийся понижением температуры и называемый охлаждением, протекает с одновременным участием по меньшей мере двух тел охлаждаемого и охлаждающего. Количество тепла, которое охлаждающее тело может поглотить, определяет его холодильный эффект. В процессах фазовых превращений, протекающих со значительным поглощением тепла (кипение жидкостей, плавление льда, сублимация углекислоты и т. п.), получается большой холодильный эффект. Например, холодильный эффект килограмма тающего льда составляет 80 ккал при постоянной температуре 0°, а при нагревании на один градус без таяния—только 0,5 ккал. [c.5]

В свете изложенного сущность термографии заключается в изучении фазовых превращений, совершающихся в системах или индивидуальных веществах, по сопровождающим эти превращения тепловым эффектам. Исследуемый образец подвергается постепенному нагреванию или охлаждению с непрерывной регистрацией температуры. В случае возникновения в веществе того или иного превращения, сразу изменяется скорость его нагревания или охлаждения за счет поглощения или выделения тепла. Изменения скорости нагрева (охлаждения), регистрируемые тем или иным способом, позволяют а) определять в растворах или сплавах зависимость температур фазовых изменений от состава б) находить в механических смесях наличие тех или иных аеществ по характерным для них температурам диссоциации, либо разложения, либо другого рода фазовых превращений. В первом случае мы пользуемся классическим методом термического анализа, получившим основное применение в металловедении и при изучении соляных равновесий во втором — методом фазовой характеристики смесей (осадочные горные породы, руды, иловые отложения, соляные месторождения и т. п.). [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология