Задачи термодинамического анализа

Роль термодинамического анализа в химической технологии определяется решением следующих задач [c.44]

В соответствии с задачами термодинамического анализа, поставленными в настоящей работе, степень термодинамического совершенства определяется только для систем с тш О (энтропийный метод). При этом термодинамический КПД определяется по уравнению (8) и потери эксергии по уравнению (12). [c.13]

Обратимся теперь к рассмотрению параллельно-последовательных реакций. Для термодинамического анализа важны лишь начальное и конечное состояния системы. Поэтому рассмотрение равновесия последовательных реакций является излишним. Однако для решения ряда практических задач существенное значение приобретает выяснение влияния давления на равновесие параллельно-последовательных реакций. Простейшим типом параллельно-последовательных реакпий являются реакции ступенчатой полимеризации, протекающие через последовательное присоединение молекулы мономера к молекуле димера, тримера и т. д. по следующей схеме [c.174]

Осуществите термодинамический анализ реакции ЗО2 = 20,. Как изменяется устойчивость озона при повышении температур При какой температуре — более высокой или более низкой — следует получать озон из кислорода Обсудите строение молекул кислорода и озона (угол между связями равен 117°). См. также задачу 15-31. [c.126]

ЗАДАЧИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА [c.9]

Задачи термодинамического анализа [c.44]

Нами была сделана попытка осуществить термодинамический анализ реакций синтеза аминов из олефинов и аммиака. Для этой цели мы воспользовались методом структурных групп [19]. Однако при этом были получены результаты, находящиеся в некотором противоречии с результатами расчета Рудковского [2]. Поэтому, по-видимому, впредь до получения новых экспериментальных или расчетно-теоретических данных о термодинамических функциях аминов, более точное решение задачи невозможно. [c.385]

При нахождении термодинамических критериев устойчивости стационарных состояний вдали от термодинамического равновесия основной задачей является анализ термодинамических сил, возникающих в системе при отклонении от этого состояния, если система находится в устойчивом стационарном состоянии, то при отклонении от этого состояния в ней должны возникнуть силы, стремящиеся вернуть систему в первоначальное положение. [c.351]

Книга представляет собой программированное учебное пособие по химической термодинамике. В ней в доступной форме изложены основы этой науки и методология термодинамического анализа различных процессов, в первую очередь химических и фазовых равновесий. Особое внимание уделено разъяснению физического смысла понятий, которыми оперирует эта дисциплина, и их правильному практическому использованию. Книга снабжена значительным числом контрольных вопросов (примеров, задач) с запрограммированными вариантами ответов и соответствующими дополнительными разъяснениями, что способствует усвоению материала. [c.303]

Концентрация брома в этих объектах и рассолах варьирует в пределах нескольких порядков величин, и потому анализ ведут с применением методов различной чувствительности. Данные о содержании брома в водах рек, океанов, морей, соляных озер и др., приведенные в главе I, призваны помочь выбрать пригодный метод исследования. Как правило, избранный метод должен быть рассчитан на определение брома в присутствии хлора, а иногда и иода. В целях комплексного изучения бромсодержащих растворов приходится ставить задачи многоэлементного анализа, решаемые, как и при исследовании ранее рассмотренных объектов, главным образом активационными методами. Арсенал уже упоминавшихся методов дополняется здесь полярографией, потенциометрическим титрованием и гравиметрическим анализом. По поводу прямой потенциометрии следует отметить, что она позволяет определить не только концентрации, но и термодинамические активности растворенных электролитов, а это создает необходимые предпосылки для использования термодинамических методов анализа природных процессов. Кинетические методы с фотометрическим окончанием нередко применяют для изучения реакций, катализируемых ионами Вг", что значительно повышает чувствительность определения брома. [c.173]

Проведите термодинамический анализ и сравнение воды, сероводорода и реакций их диссоциации. Термодинамические данные для воды возьмите из задачи 15-30. Для сероводорода константы равновесия (атм) [c.128]

Дальнейшее развитие термодинамических исследований, особенно в настоящее время,вышло далеко за рамки усовершенствования тепловых двигателей. Современные методы термодинамического анализа (например эксергетического) позволяют оптимизировать энергоиспользование любой технологической установки, цеха, производства, завода или отрасли в целом. Особенно актуально применение термодинамического аппарата с ростом цен на энергоносители на мировом рынке, что потребовало разработки энергосберегающих технологий и установок. Главная роль в разработке менее энергоемких технологий принадлежит технологам. Эту задачу невозможно решить без глубоких знаний основ теплотехники и, в частности, технической термодинамики. [c.5]

Однако при всей важности той информации, которую можно получить на первом и втором уровнях термодинамического анализа, она все же недостаточна, чтобы служить базой решения главной задачи — совершенствования технической системы, ее оптимизации. Эта информация не всегда, как в медицине, показывает причину болезни (потерь). Как известно, заболевание какого-либо органа (элемента системы), выявленное на втором уровне, может быть связано с причинами, относящимися совсем к другому органу (элементу). Здесь нужна правильная диагностика, основанная на выявлении связей, взаимовлиянии элементов системы. Такая диагностика осуществляется на третьем уровне термодинамического анализа. [c.203]

По характеру решаемых задач методы анализа молекул по их колебательным спектрам ориентировочно могут быть разделены на две группы. К первой группе относятся методы, использующие лишь непосредственно измеряемые величины число полос поглощения, их положения (частоты), интенсивности. Эти данные позволяют определять симметрию малых молекул и свободных радикалов, вычислять термодинамические функции, проводить качественный и количественный молекулярный анализ и анализ смесей. [c.169]

Задача химической промышленности — наиболее полное и целесообразное использование исходного сырья путем нревраш,епия в определенные химические соединения, которые могут быть как промежуточными, так и конечными продуктами технологического процесса. Поскольку химические реакции связаны с изменением расположения атомов в молекулах исходных веш,еств по сравнению с расположением тех же атомов в молекулах продуктов реакции, то перед химиком возникает задача осуществить химическое превращение в таких условиях (давление, температура и т. д.), которые способствовали бы преимущественному протеканию рассматриваемой реакции с образованием желаемых продуктов. Тщательный термодинамический анализ реагирующей системы часто помогает выяснить необходимые условия получения того или иного продукта, позволяет установить, какие реакции невозможны, и привлекает внимание к осуществимым реакциям. Целесообразность такого термодинамического анализа определяется наличием достаточно надежных основных термодинамических свойств веществ, однако даже при отсутствии всех необходимых данных часто оказывается возможным, опираясь на закономерности в термодинамических свойствах веществ, сделать некоторые обоснованные предположения о продуктах реакции. По мере накопления соответствующих данных применение термодинамического анализа в современных исс.ледованиях получает все более широкое распространение. [c.173]

Статистическая теория. Из термодинамического анализа свойств предельно разведенных растворов, изложенного в 4, вытекает, что задача статистической теории сводится к доказательству соотношения (7.104) [c.250]

Изложенные выше методы термодинамического анализа тензиметрических данных, все еще широко распространенные, в особенности за рубежом, обладают рядом существенных недостатков [6, 21]. Обратная равновесная задача рассматривается как детерминированная, хотя исходные данные для нее содержат элементы неопределенности. [c.235]

В термодинамическом анализе ионного обмена (раздел 3.4) используются величины концентрации ионов в растворе и концентрации резинатов в ионите. Однако при изучении поведения слабых электролитов для решения препаративных, технологических, а часто и экспериментальных исследовательских задач необходимо или удобнее пользоваться концентрациями электролитов в растворе. [c.98]

Приближенным термодинамическим анализом можно определить принципиальную возможность и вариант циркуляционного метода. Решение этой задачи в общем виде представлено на рис. 6, где пересекающиеся прямые показывают изменение термодинамических потенциалов образования газообразных галогенидов (ЭГ и ЭГт) или соединения соответствующего галоида с водородом (НГ), отнесенных к молю галоида. [c.37]

Каждое состояние термодинамической системы характеризуется совокупностью значений физических величин, отражающих свойства системы. Природа и количество этих величин определяются физическими особенностями данной системы. В зависимости от их свойств, а также от поставленной задачи, различные физические величины выполняют разную роль в термодинамическом анализе и могут быть по определенным признакам разделены на группы или классы. [c.14]

Несмотря на различные принципы работы и существенные конструктивные различия компрессоров с термодинамической точки зрения процессы сжатия, происходящие в них, одинаковы, т. е. термодинамические основы нагнетания общие для компрессоров всех типов. В задачу термодинамического анализа нагнетания входит установление условий, которые могут обеспечить наибольщую эффективность компрессоров, т. е. наименьщую затрату внещней работы на нагнетание [c.143]

Цикл с расширением всего количества газав детандере и циркуляцией части газа после детандера. Второй возможностью для п лучения жидкого водорода при помощи двукратного расширения является применение детандера вместо первого по ходу прямото потока дроссельного вентиля (рис.1.3). Задачей термодинамического анализа этого цикла так же, как и предыдущего цикла, является определение оптимальных значений начального промежуточного давлений водорода и температуры газа перед входом в детандер. При этом уже не требуется ограничивать выбор температуры, что наблюдалось при двойном дросселировании водорода. [c.57]

Подстановка аналитических выражений типа (23) в уравнения фазовых равновесий сводит задачу термодинамического анализа диаграмм состояний к решению системы линейных нли нелинейных уравнений в зависимости от того, что определяется параметры модели по известным составадс сосуществующих фаз или составы фаз при известных параметрах моделей. Если, папример, в двухкомнонентном сплаве имеется промежуточная фаза практически постоянного состава л в, находящаяся при температуре Т1 в равновесии с жидким раствором состава (рис. 2), то, поскольку парциальные термодинамические функции в пределах точечной фазы не определены, систему двух уравнений, выражающих равновесие фаз. [c.15]

Задача полного анализа систем и их термодинамической оптимизации с учетом основных системных связей требует в каждом конкретном случае специального рассмотрения, выходящего за рамки учебника. Поэтому ниже приводится пример анализа газотурбинной установки на гермодинамическом уровне определением потерь в отдельных элементах, их эксергетического КПД и эффективности установки в целом. [c.205]

Задача термодинамического анализа сорбционных процессов заключается в уточнении механизма сорбции. Ошовой такого анализа является определение составляющих изменения свободной энергии системы [c.37]

Разработанные к настоящему времени методы определения растворимости газов в жидкостях весьма многочисленны и разнообразны [1-6]. Общепринятой является классификация, предложенная Баттино и Клевером [1,3], которые взяли за основу разделения методов природу измеряемых величин и способ их измерения. Классифицированные по этому принципу методы делятся на физические и химические. Такая классификация является достаточно условной, поскольку, с одной стороны, химическими методами измеряется физический параметр -масса растворенного газа, а с другой - многие основанные на физических принципах методы относятся к арсеналу современной инструментальной аналитической химии. В этой связи мы предлагаем разделить существующие методы на термодинамические (волюмо-манометрические) и аналитические. Термодинамические (волюмо-манометрические) методы позволяют косвенным путем определять количество абсорбированного газа на основе измерения рУТ параметров парожидкостного равновесия и последующего термодинамического анализа системы пар - жидкость. Методы, относящиеся к этому классу, широко распространены. В наиболее совершенных конструкциях достигнут очень высокий уровень точности (погрешность 0,1% и ниже). Сюда относятся методы насыщения и методы экстракции. В первом случае обезгаженный растворитель насыщается газом при контролируемых рУГ-параметрах, а во втором - растворенный в жидкости газ извлекается и проводится анализ рУГ-параметров газовой фазы. В аналитических методах проводится прямое или косвенное измерение количества абсорбированного газа путем анализа жидкой фазы. Для этих целей применяются объемное титрование (химическе методы), газовая и газожидкостная хроматография (хроматографические методы), масс-спектрометрия, метод радиоактивных индикаторов, электрохимические методы (кулонометрия, потенциометрия, полярография). Аналитические методы (за исключением хроматографического и масс-спектрометрического) не обладают той общностью, которая присуща термодинамическим методам. Они используются для изучения ограниченного круга систем или при решении некоторых нестандартных задач, например для проведения измерений в особых условиях. Погрешность аналитических методов составляет, как правило, несколько процентов. Учитывая указанные обстоятельства, а также принимая во внимание изложенные во введении цели данного обзора, мы ограничиваемся рассмотрением лишь химических и хроматографических методов. [c.232]

Ео множестве горячих и холодных потоков на основании термодинамического конкурса. Поэтому несмотря на то, что термодинамический конкурс потоков проводится перед генерацией кавдого УТ синтезируемой ТС, время поиска пары потоков не превышает долей секунд. Даже в задачах синтеза с размерностью 100 х 100 (выбирается сначала с наивысшей 7 .f из 100 холодных потоков, а с наивысшей 7 из 100 горячих потоков) время поиска ничтожно мало. Предугагается перебирать не все возможные варианты теплообмена между потоками, а выбирать лишь те потоки, которые позволяют рекуперировать максимум тепла при достижении холодными потоками наибольших значений . По эксергетическо-му методу термодинамического анализа в этих условиях обеспечиваются наименьшие потери эксергии в системе. [c.63]

Во второй части термодинамического анализа при описании газовых смесей удается значительно ближе подойти к предсказанию свойств смесей по изиестпым свойствам чистых компонентов. Для низких давлений задача была решена давно с помощью законов идеальных газов. Различные уравнение состояния и в области более высоких давлений дают возможность более или менее удовлетворительно рассчитывать свойства смесей по свойствам чистых компонентов, хотя в отношении удобства и точности предложенные методы оставляют желать лучшего. Представляется желательным дальнейшее совершенствование мсггодов, в особенности для критической области. [c.86]

Во второй части изложены теоретические основы термодинамического анализа и оптимизации работы технологических установок, рассмотрены конкретные схемы утилизации вторичных энергетических ресурсов и изложены основы энерготехнологии химических производств. Третья часть книги содержит типовые и многовариантные задачи по основным разделам курса. [c.3]

Процесс пиролиза углеводородного сырья является одним из важнейших источников получения низших олефинов - этилена, пропилена и бутиленов. В связи с этим при исследовании и анализе процесса пиролиза необходимо проведение термодинамического анализа для выявления целесообразной области режимов осуществления процесса и определения максимально возможного выхода целевых продуктов, при заданных условиях, который можно определить по равновесному составу продуктов реакции. Однако в связи с тем, что процесс пиролиза представляет собой ряд парагшельно - последовательных реакций, определение равновесного состава представляет собой нетривиальную задачу. [c.125]

Разберем особенности схемы разделения с противоточным конденсатором на примере схемы с жидким хладоносителем. Термодинамический анализ цикла охлаждения в схемах неадиабатической ректификации— самостоятельная задача, которая должна рассматриваться применительно к конкретным условиям данной технологической схемы производства. Чтобы не усложнять анализ процесса разделения решением этой задачи. [c.281]

В течение ряда лет высказывалось множество сомнений относительно правомерности термодинамического рассмотрения поверхности раздела металл/электролит на основе предположения, что электродные реакции отсутствуют. Такие опасения приводили к излищнему усложнению термодинамического анализа, однако в конце концов многими путями был получен правильный результат. Грэм и Уитней [1] показали, что изотерму Гиббса можно применять к идеально поляризуемому электроду, не поступаясь строгостью анализа при этом задача существенно упрощается. Историю вопроса (11 ссылок) можно найти в обзоре Грэма [2]. Парсонс и Деванатхан [3] провели весьма полный анализ задачи, и наконец, Парсонс [4] рассмотрел частный случай своего более общего решения и четко выделил основные моменты проблемы. Ниже воспроизводится ход рассуждений Парсонса применительно к несколько более простому случаю (не 2, г -зарядный электролит). Дополнительные подробности, которых здесь нет надобности касаться, можно найти в статьях [5, 6]. По существу тем же методом, что и метод идеально поля- [c.24]

Закономерности, которым подчиняется доннаново равновесие между фазами и, в частности, доннанов потенциал, основываются на общих термодинамических представлениях, развитых Гиббсом Первоначально Доннан рассмотрел условие равновесия без учета коэффициентов активности. Позже Гюккель а затем Доннан и Гуггенгейм дали точный термодинамический анализ задачи с учетом коэффициентов активности всех ионов и растворителя [c.79]

Для успешного решения задач длазмохимического синтеза бинарных оксидных систем на основе 81, В и Ое проведены термодинамический анализ этих систем, калориметрические измерения температурных зон плазменной струи и изучены физико-химические свойства готовых продуктов. Термодинамический анализ равновесного состава парогазовой и конденсированной фаз систем 5102 — ВО и 510, — ОеОа позволил дать предварительную оценку эффективности предлагаемого способа синтеза, поскольку полученные равновесные данные необходимо рассматривать под углом локального термодинамического равновесия (ЛТР), что не всегда может иметь место в условиях реального процесса. [c.38]

Структурный подход облегчает также термодинамический анализ неравновесных систем. Задачей термодинамики является описание структурных особенностей системы с помощью макроскопических переменных. К сожалению, классическая термодинамика рассматривает почти исключительно равновесные состояния она лишь в очень малой степени касается неравновесных систем. Неравновесная термодинамика, развитая Онзаге-ром [1], Пригожиным [2] и др., вводит в классическую термодинамику дополнительные аксиомы, чтобы дать более строгое и более удобное описание неравновесных систем. Эти аксиомы приводят, однако, к такому выражению для движущей силы химических реакций, которое не согласуется с опытом и которое применимо как приближение только при небольших отклонениях от равновесия. Способ, позволяющий избежать эти затруднения, описан в разделе УП. [c.69]

Наличие непредельных связей, гетероциклов или полифункциональных групп в молекуле я вляется необходимым условием полимеризации. Самые простые способы полимеризации нагревание очишенвого мономера, добавление инициаторов свободнорадикального (перекиси) или ионного (кислоты Льюиса, амины и т. д.) типа. Сейчас, когда делается попытка заполимеризовать весьма малоактивные соединения, стало обычным применение в л абораторной практике высоких давлений (порядка нескольких тысяч атмосфер), низких температур, излучений различного типа и т. п. В связи с этим стала более актуальной задача предварительного анализа условий, при которых полимеризация термодинамически возможна. [c.68]

Актуальность объединения указанных двух направлений исследования сплавов в настоящее время не вызывает сомнений. Это проявляется в создании международных проектов, объединяющих усилия специалистов разных стран, в выпуске специальных журналов, организации симпозиумов и конференций. И все же, несмотря на очевидную активизацию, работы в области термодинамики диаграмм состояний имеют пока односторонний характер выдвинутая по инициативе Л. Кауфмана программа совмещения данных по термодинамике и фазовым диаграммам двойных и многокомпонентных систем развивается в основном внайравлении расчета стабильных или метастабильных диаграмм с помощью параметров стабильности чистых компонентов в различных кристаллических модификациях и моделей взаимодействия компонентов в растворах или промежуточных соединениях. Эти параметры и модели определяются всеми доступными средствами. Используются и фазовые диаграммы, однако заложенная в них термодинамическая информация извлекается скорее путем подбора свойств, совместимых с данной диаграммой состояний чем с помощью их строгого расчета. Обоснованием этого служит обычно представление о расчетах термодинамических свойств по диаграммам состояний как об обратных задачах математического анализа , а большинство обратных задач решается неоднозначно, так что подбор подходящего результата является в данной ситуации вполне приемлемым методом решения. [c.6]

Таким образом, ответ на вопрос, поставленный в начале этого раздела, состоит, на наш взгляд, в том, что если рассмотренная выше обобщенная компиляция свойств возможна, то рассчитывать термодинамические функции отдельных фаз по диаграммам состояний действительно нецелесообразно. Однако в каждом конкретном случае надо знать, можно ли при такой совместной обработке данных получить надежные результаты или объем исходной информации недостаточен для того, чтобы задача нолучн-ла корректную формулировку. Именно в этом видим мы положительное значение термодинамического анализа проблемы, представленного в разделе 4. [c.36]