Процессы в открытых системах

Катализатор, ускоряющий процесс в открытой системе, как правило, должен быть существенно неравновесен, т. е. его поверхность может стационарно существовать в состояниях, термодинамически неустойчивых в отсутствие процесса. Такая точка зрения представляет интерес для развития эволюционного катализа, т. е. области, исследующей изменения катализаторов в ходе реакций [75, 76]. Изучение эффектов саморегулирования позволяет получить важный рычаг для управления каталитическим действием. При этом важно разработать практически правила, позволяющие предвидеть эффекты саморегулирования и управлять ими. Взаимодействие катализатора со средой обычно приводит к двум эффектам 1) изменению среды (катализ) 2) изменение самого катализатора. Следует обратить особое внимание на второй эффект, который имеет важное значение для понимания сущности саморегулирования в катализе [77, 78]. [c.301]

Системы, в которых происходит обмен веществом с окружающей средой, в термодинамике называют открытыми системами. В промышленности химические процессы большей частью протекают в разнообразных проточных реакторах (реакции, протекающие в потоке). Чтобы получить представление о том, как используют методы химической кинетики при описании процессов в открытых системах, целесообразно изучить кинетику реакций в реакторах идеального смешения и в реакторах идеального вытеснения., [c.551]

Зависимость стационарной концентрации от скорости подачи реагентов является одной из существенных характеристик процесса в открытой системе. [c.164]

Процесс протекает до установления динамического равновесия, когда скорость прямой реакции станет равной скорости обратной, и характеризуется равновесным выходом продуктов. Изменить равновесный выход можно за счет изменения внешних условий температуры, давления, концентрации одного из компонентов и т. д. Достигнуть же в пределе полного превращения исходных веществ можно при удалении из зоны реакции одного или нескольких продуктов реакций, т. е. организации процесса в открытой системе с избирательным массообменом. [c.92]

Изучение кинетических закономерностей непрерывных процессов в реакторах идеального смешения (процессы в открытых системах) открывает новые возможности управления ходом химического превращения [14—16]. [c.10]

Рассмотрим особенности процессов превращения в сложных системах, находящихся в стационарном состоянии. Напишем схему процессов в открытой системе в следующем виде [c.129]

Большое значение имеет также понятие сродства или обобщенных сил химического процесса в открытых системах [c.132]

В отличие от закрытых систем, Для которых характер изменения концентрации реагентов (при заданных параметрах) не зависит от конструкции реакционного аппарата, условия осуществления и результаты химического процесса в открытой системе существенно зависят от степени приближения данной системы к системам идеального режима, т. е. от значения Во. [c.153]

Расчет состава реакционной смеси при проведении процесса в открытой системе полного смешения требует количественно сформулированных данных о кинетике реакции. [c.171]

Вследствие непрерывного материального обмена с окружающей средой процессы в открытых системах в установившихся условиях протекают, как правило, при постоянном давлении, но при этом возможно изменение объема системы. Процессы в закрытых системах ограничены лишь условием постоянства объема (т. е. неизменности массы всей системы), с возможным изменением давления. [c.22]

Важной характеристикой процесса в открытой системе, широко используемой в технологии, является время пребывания 0 [94]. Оно выражается отношением объема системы у к объему пропущенной смеси в единицу времени 11 [c.22]

Для каталитических процессов в открытых системах имеет значение также понятие объемной скорости V — отношение ско- [c.22]

Сравнение неживой природы с формами жизни позволяет заметить тенденцию к изменению характера процессов в открытой системе, содержащей формы жизни,— тенденцию к подавлению роли параметрических взаимодействий за счет развития кодовых. Именно эта идея и положена в основу дальнейшего изложения. [c.7]

Процессы в открытых системах [c.130]

Из общей интегральной формы принципа Онсагера (14.18) легко найти его частные формы для необратимых процессов в адиабатно изолированных системах и для стационарных процессов в открытых системах, [c.268]

С позиций основного постулата термодинамики необратимых процессов о разделении приращения энтропии открытой системы на две независимые части удалось объяснить общие закономерности изменения энтропии в биологических системах. Было показано, что в стационарном состоянии скорость производства энтропии в ходе внутренних необратимых процессов в открытых системах достигает минимального положительного значения (теорема Пригожина). Эти результаты, однако, справедливы только вблизи равновесия в области линейной термодинамики . Именно здесь выполняются линейные соотношения между скоростями и движущими силами процессов, а также соотношения взаимности Онзагера. [c.5]

Д е ч е в Г., Матвеев М., Окислительно-восстановительный дебит в биологических объектах как результат управляемых необратимых процессов в открытых системах. Биофизика, т. XIV, № 6, 1969. [c.302]

Критические явления связаны с существованием двух резко различающихся режимов протекания процесса. Поэтому они могут наблюдаться в открытых системах, если химический процесс достаточно сложен и у него существует несколько стационарных состояний. Как уже отмечалось в 7 гл. V, если существует два или более различных стационарных режима протекания одного и того же процесса в открытой системе, то при одних и тех же внешних условиях, составе подаваемой в реактор смеси и объемной скорости се рюдачн система будет приходить в то или иное состояние в зависимости от состава исходной смеси в реакторе. [c.396]

Большинство изучаемых в природе термодина.ушческих систем -открытые системы, т е, способные обмениваться энергией с внешней средой. Классическая термодинамика рассматривает в основном равновесные состояния системы, в которых параметры не изменяются во вре.мени. В открытых же системах реакции и соответствутощие энергетические превращения происходят постоянно, поэтому нужно знать скорости трансфор.мации энергии в каждый момент времени. Это значит, что в энергетических расчетах нужно учитывать фактор времени, для чего необходимо сочетать термодина.мический и кинетический подходы к описанию свойств открытой системы. Проблема заключается в том, чтобы понять, как связано изменение энтропии с параметрами процессов в открытой системе и выяснить, можно ли предсказать общее направление необратимых процессов в открытой системе по изменению ее энтропии. Главная трудность при решении этой проблемы состоит в том, что необходимо учитьшать изменение всех термодинамических величин во времени непосредственно в ходе процессов в открытой системе. [c.65]

Экспериментальное доказательство существования критических концентраций ингибиторов было получено на примере окисления н-декана в присутствии а-нафтола при проведении процесса в открытой системе В реактор идеального смешения заливали н-декан, содержащий ингибитор, и с самого начала окисления в сосуд с определенной скоростью подавали раствор того же ингибитора. Из рис. 15 видно, что при концентрациях ингибитора, меньших критической, процесс окисления развивается с аутоускорением. В"системе устанавливается стационарная концентрациягид- [c.336]

Стационарное протекание реакции позволяет по наблюдаемым за данный промежуток времени закономерностям предсказать их на последующие отрезки времени. Необходимым для этого условием является осуществление процесса в открытой системе, если все возникающие в реакции промежуточные соединения имеют характер боденштейновских продуктов. [c.121]

При стационарном процессе в открытой системе — проточном реакторе в каждой его точке устанавливается стационарный состав катализатора, который определяется равенством скоростей топохимических реакций 1) УгОаСеНе-> Х гОге 2) У12026 + - -02 У205. Было установлено, что активность фазы 265 существенно превосходит активность фазы 12026- Тогда прн избытке кислорода, как в процессе, кинетическое уравнение реакции окисления бензола имеет вид [c.91]

Изменение энтропии в открытых системах. Применение второго закона к биологическим системам в его классической формулировке приводит, как кажется на первый взгляд, к парадоксальному выводу, что процессы жизнедеятельности идут с нарушением принципов термодинамики. В самом деле, усложнение и увеличение упорядоченности организмов в период их роста происходит самопроизвольно. Оно сопровождается уменьшением, а не увеличением энтропии, как следовало бы из второго закона. Ясно, что увеличение энтропии в необратимых самопроизвольных процессах должно происходить в изолированных системах, а биологические системы являются открытыми. Проблема поэтому заключается в том, чтобы понять, как связано изменение энтропии с параметрами процессов в открытой системе, и выяснить, можно ли предсказать общее направление необратимых процессов в открытой системе по изменению ее энтропии. Главная трудность в решении этой проблемы состоит в том, что мы должны учитывать изменение всех термодинамических величин во времени непосредственно в ходе процессов в открытой системе. Постулируется, что общее изменение энтропии открытой системы может происходить независимо либо за счет процессов обмена с внешней средой с1е5, либо вследствие внутренних необратимых процессов [c.70]

Ректификация — это необратимый процесс фазового превращения, происходящий в проточной системе (необратимость в далном случае является следствием обесценивания тепла). Аппарат классической термодинамики применим лишь для закрытой системы и обратимых процессов. Поэтому с его помощью можно анализировать лишь процесс равновесной дистилляции (испарение) или конденсации. Затем необходим поэтапный переход к анализу дифференциально равновесных процессов в открытой системе и процессов в проточной системе. Наконец, должен быть применен аппарат термодинамики необратимых процессов для получения феноменологических уравнений кинетики. [c.6]

А. Я. Розовский. В нашем докладе (74) показано, что каталитические системы, в которых превращения катализатора происходят при участии компонентов реакции и имеют с ней общую стадию, являются саморегулируемыми системами с положительной и отрицательной обратными связями. Хотелось бы подчеркнуть, что катализатор, ускоряющий процесс в открытой системе, в общем случае долгкен быть существенно неравновесен. Это означает, что его поверхность моя<ет стационарно существовать в состояниях, термодинамически неустойчивых в отсутствие процесса. [c.327]

Информащюнный и термодинамический подход к анализу нелинейных процессов. В открытой системе стационарное значение энтропии отличается от равновесной. Под стационарным понимается такое состояние системы, которое не изменяется на данном отрезке времени. Как уже отмечалось, реальная система не может быть замкнутой Она обменивается со средой энергией, веществом, информацией и т. д В результате система может быть отклонена от одного из состояний (стационарного либо равновесного). Такое отклонение может быть следствием направленных извне воздействия, а может возникнуть случайным образом, стохастически. Такая система оказывается неустойчивой. Но в любом случае за счет возмущения она отклоняется от первоначального состояния. Система, имеющая несколько состояний, например стационарных, эволюционирует от одного состояния к другому. При одном стационарном состоянии она может перейти только к равновесному. [c.408]

Рассмотренные неравновесные процессы в открытых системах обнаруживают между собой очевидное сходство. Они обладают об-пщми закономерностями, характерными для процессов, получивпгах 450 [c.450]

Это означает, что при стационарных процессах в открытых системах диссиаапия -знергии минимальна. Стационарные процессы в изолиропанных системах, очевидно, невозможны, так как для поддержания этих процессов необходим поток энергии. [c.269]

Упорядоченные структуры, возникающие согласно критерию Гленсдорфа Пригожина (15.4) при необратимых процессах в открытых системах вдали от равновесия в нелинейной области, когда параметры систем превышают определенцые критические значения, Пригожин назвал диссипативными структурами. Существуют пространственные, временные и пространственно-временные диссипативные структуры. Рассмотрим некоторые из иих. [c.284]

Эффективность описания процессов в открытых системах с помощью методов термодинамики открытых систем [162а] зависит от того, насколько открытая система близка к термодинамическому равновесию. Если рассматриваемая открытая система близка к термодинамическому равновесию, а значения ее переменных мало отличаются от равновесных, то поведение энтропии определяется теоремой Пригожина [c.38]