Тепловой эффект как функция температуры

Основные результаты многочисленных исследований процесса теплопередачи в гелии II (см. 3 гл. VI) могут быть сформулированы следующим образом ноток тепла пропорционален корню кубичному из разности температур при неизменной разности температур поток тепла как функция температуры проходит через максимум, лежащий вблизи 1,9°К для капилляров диаметром в несколько долей миллиметра поток тепла пропорционален поперечному сечению и обратно пропорционален длине поток тепла пропорционален эффекту фонтанирования независимо от значения приложенной разности температур. [c.472]

Зарегистрировано много примеров неконтролируемых реакций, обусловленных тем, что скорость переноса тепла в таких сосудах является линейной функцией разности температур между реакционной массой и охладителем, тогда как скорость реакции - это экспоненциальная функция температуры реагента. Однако благодаря тому, что скорость выделения тепла, будучи функцией концентрации реагентов, во время протекания реакции уменьшается, нежелательный эффект до некоторой степени компенсируется. [c.248]

Первое уравнение, уравнение неразрывности, выражает условие сохранения массы это скалярное уравнение связывает мгновенную скорость изменения плотности жидкости в некоторой точке поля, выраженную через полную производную В/Ох, с местной скоростью расширения или сжатия Т-У, обусловленной полем скорости. Второе уравнение, векторное, выражает равенство силы, обусловленной местным ускорением, сумме местной объемной силы, силы, обусловленной градиентом давления, и сил вязкости для ньютоновской жидкости (все силы отнесены к единице объема). Третье уравнение, скалярное, выражает закон сохранения энергии. В нем скорость возрастания температуры приравнивается сумме нескольких членов. Первый из них равен потоку энергии, переносимой теплопроводностью в единицу объема согласно закону Фурье. Второй член выражен через давление исходя из полного тензора напряжений это давление определяется приближенно из обычных термодинамических соотношений для термодинамически равновесного процесса. Поток внутренней энергии, выделенной в единице объема от любого распределенного источника, находящегося внутри жидкой среды, обозначен д ", причем величина его может зависеть от координат, температуры и т. д. Диссипативный член гф, описывающий диссипацию энергии из-за влияния вязкости, представляет собой поток энергии в единице объема, равный той части энергии потока, которая в результате диссипации превращается в тепло. Этот член приближенно равен разности между полной механической энергией, обусловленной компонентами тензора напряжений, и меньшей частью полной энергии, которая описывает термодинамически обратимые эффекты, например, возрастание потенциальной и кинетической энергии. Разность представляет собой ту часть полной энергии, которая в результате вязкой диссипации превращается в тепло. Диссипативная функция имеет следующий вид [c.33]

Непрерывные методы. На принципе измерения теплового эффекта, связанного с химической реакцией (см. 9.1.5), основан термический анализ. Если к реакционной смеси непрерывно подводится тепло и регистрируется температура как функция времени, то тепловыделение, связанное с реакцией, выражается в дополнительном повышении температуры (рис. 15.14). Нижнее и верхнее отклонения от линейного хода температуры в функции времени указывают на начало и завершение реакции. По площади, ограниченной кривыми нагрева и охлаждения, находят теплоту реакции. [c.419]

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]

Периодический способ имеет следующие недостатки. В кубе-окислителе периодического действия сырье длительное время (до 70 ч) находится в зоне реакции при высоких температурах, в результате чего возникают более глубокие изменения в составе битума и ухудшение его свойств. Возможны местные перегревы, приводящие к образованию карбенов и карбоидов и ухудшающие реологические свойства битума. Периодическим процессом окисления сырья в битумы управлять трудно. В зависимости от природы сырья существует оптимальный режим повышения температуры размягчения (понижения пенетрации либо повышения вязкости) во времени. Для каждого сырья существуют оптимальные температура процесса окисления и расход воздуха. Причем не всегда требуется стабилизация скорости подачи воздуха. Так, вначале необходимо постепенное повышение, затем в каком-то интервале температуры размягчения битума — стабилизация расхода воздуха, а затем при приближении к завершению процесса — некоторое понижение. Характер изменения скорости подачи воздуха зависит от природы сырья. Температура процесса меняется в зависимости от подачи воздуха и теплового эффекта реакции. Последний является функцией природы сырья и температуры процесса. Следовательно, съем тепла реакции необходим по определенной программе, различной для разных сырья и глубины окисления, меняющейся во времени с углублением процесса. [c.284]

Если фиктивный кабель выполняет функцию стока тепла, то он должен иметь температуру —йо на поверхности и поглощать такое же количество тепла, которое выделяет действительный кабель. Таким образом, его эффект в точке Р х, у) определится следующим образом [c.88]

Феноменологические соотношения, определенные в подразделе 1.1, играют важную роль в термодинамике необратимых процессов. Общую основу макроскопического описания необратимых процессов составляет неравновесная термодинамика, которая строится как теория сплошной среды и параметры которой, в отличие от равновесной термодинамики, являются функциями пространственных координат и времени. Центральное место в неравновесной термодинамике играет уравнение баланса энтропии [10]. Это уравнение выражает тот факт, что энтропия некоторого элемента объема сплошной среды изменяется со временем за счет потока энтропии в рассматриваемый объем извне и за счет положительного источника энтропии, обусловленного необходимыми процессами внутри объема. При обратимых процессах источники энтропии отсутствуют. В этом состоит локальная формулировка второго закона термодинамики. Поэтому основной задачей в теории необратимых процессов является получение выражения для источника энтропии. Для этого необходимо использовать законы сохранения массы, количества движения и энергии в дифференциальной форме, полученные в разделе 1. В уравнения сохранения входят потоки диффузии, тепла и тензор напряжений, которые характеризуют перенос массы, энергии и импульса. Важную роль играет термодинамическое уравнение Гиббса (5.49), которое связывает скорость изменения энтропии со скоростями изменения энергии и состава смеси. Оказывается, что выражение для интенсивности источника энтропии представляет собой сумму членов, каждый из которых является произведением потока, характеризующего необратимый процесс, и величины, называемой термодинамической силой. Термодинамическая сила связана с неоднородностью системы или с отклонением параметра от его равновесного значения. Потоки, в свою очередь, в первом приближении линейно зависят от термодинамических сил в соответствии с феноменологическими соотношениями. Эти линейные законы отражают зависимость потока от всех термодинамических сил, т. е. учитывают перекрестные эффекты. Так, поток вещества зависит не только от градиента концентрации, но и от градиентов давления, температуры, электрического потенциала и т. д. Неравновесная термодинамика ограничивается в основном изучением линейных феноменологических соотношений. [c.83]

При ведении процессов без внешнего теплообмена выделяющееся или поглощающееся реакционное тепло изменяет тепловое состояние и температурный режим системы, чем влияет на скорость реагирования. Характер кривых скоростей и распределения температур здесь находится в прямой зависимости от кинетических и тепловых особенностей проводимых реакций, как-то вида функции кинетических графиков, численного значения кажущейся.энергии активации или температурного коэфициента, величины и знака теплового эффекта процесса и теплоемкости реагирующей смеси. Последние две величины определяют суммарный перепад температур в адиабатических условиях. [c.98]

Приведенное выражение показывает, что твердый материал выполняет функции теплоносителя только тогда, когда г > 2И п, причем знак перед А1 в этих условиях должен быть обратным тому, который соответствует истинно адиабатическому процессу. Иначе говоря, при противоточной схеме подвода или отвода реакционного тепла твердыми теплоносителями эндотермические процессы будут протекать с подъемом температур реакции же с положительным тепловым эффектом должны сопровождаться падением температур с увеличением степени превращения, что вообще присуще эндотермическим процессам. [c.257]

Вопрос об эффектах усталости и даже о механической усталости очень сложен. Природа реакции полимера на внешние воздействия является функцией таких факторов, как частота циклического воздействия, температура и эффективность переноса тепла, амплитуда и тип напряжения, [c.433]

Как правило, транспортные средства, техника и оборудование оснащены гидравлическими системами, которые преобразуют энергию вибрации в тепло, осуществляя демпфирующий эффект. Такие амортизаторы наиболее часто применяют в транспортных средствах (рулевое колесо и амортизаторы управления). Функция гидравлического масла одна и та же во всех вариантах конструкций (одно- или двухкамерные амортизаторы) различие в требованиях к маслу относятся главным образом к вязкости, вязкостно-температурным характеристикам и противоизносным свойствам. При работе масло поступает под давлением через узкие каналы от камеры нагружения до компенсационной камеры при этом в зависимости от нагрузки температура масла возрастает до 60—100 °С, а в некоторых особых случаях — до 150 °С. Выделяющееся тепло отводится потоком воздуха при движении транспортного средства. С другой стороны, амортизаторы должны сохранять работоспособность и при низких температурах окружающего воздуха, что требует применения маловязких масел с хорошими низкотемпературными свойствами. Кроме того, должны быть обеспечены достаточные вязкостно-температурные характеристики и совместимость с материалами уплотнений. [c.340]

Скорость реакции вулканизации и степень ее протекания (степень вулканизации) зависят от температуры, а следовательно, количества подведенного тепла в свою очередь тепловой эффект реакции является функцией степени вулканизации. [c.105]

Теплообразующая функция мембран. При инкубации митохондрий, хлоропластов и хроматофоров в среде, содержащей разобщитель процессов переноса электронов и синтеза АТФ, энергия, которая выделяется в ходе электрон-транспортных процессов, может полностью рассеиваться в виде тепла. Поэтому возникает вопрос, происходят ли в функционирующем организме реакции переноса электронов, единственным энергетическим эффектом которых является образование тепла (Скулачев, 1972). Установлено, что разобщение окислительного фосфорилирования является одним из физиологических ответов пойкилотермного организма на понижение окружающей температуры. Этот результат, как отмечает В. П. Скулачев, является прецедентом, важным в том смысле, что трансформация энергии окисления в тепло посредством разобщения дыхания и фосфорилирования может служить одним из естественных физиологически полезных путей энергетических превращений в митохондриальной мембране. [c.73]

Итак, коэффициент играющий роль удельной теплоемкости морского льда, оказывается функцией от скрытой теплоты плавления льда, солености и величины / ( О ), определяющей пропорцию, в которой в морском льду существуют чистый лед и рассол. Коэффициент с учитывает, следовательно, суммарный эффект, происходящий в морском льду при изменении его температуры тепло, получаемое льдом, затрачивается не только на повышение его температуры, но и на переход некоторого количества льда в жидкое состояние. [c.467]

Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК). В термических методах величины тепловых эффектов фазовых переходов оценивают путем интегрирования площади пика, учитывая также скорость нагревания. Некоторые выпускаемые промышленностью приборы для ДТА снабжены встроенными интеграторами, что весьма удобно при проведении рутинных анализов. Приборы для ДСК разработаны фирмой Регк1п-Е1тег Со. (1964). Как видно из рис. 12.13,в, подвод тепла к исследуемой пробе и эталону осуществляется раздельно. Температура эталона изменяется равномерно с одной и той же скоростью, в то время как подвод тепла к исследуемой пробе изменяется, с тем чтобы поддерживать нулевую разность температур. Скорость подачи энергии, требуемой для этого, регистрируется как функция температуры пробы и опосредованная функция времени, поскольку скорость нагревания также известна. Теп- [c.553]

В уравнении (5.27) Г= ж//ж — безразмерная температура, причем за масштаб отнесения принята температура жидкости в нижнем сечении аппарата, АН — безразмерная величина теплового эффекта, равная отношению количества тепла Wж iж жtжJ , уносимого ЖИДКОСТЬЮ из аппарата, к максимальному количеству тепла АНш А , которое может быть выделено в результате протекания химической реакции. Аналитическое решение в этом случае весьма затрудняется, поскольку / , Ов, Оа, Ар являются функцией температуры, поэтому следует прибегать к численным методам. Различные вопросы, связанные с работой хемосорбционных аппаратов со значительными тепловыми эффектами, обсуждаются в работах [186, 187]. [c.153]

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]

Так как изменения внутренней энергии н энтальпии при постоянной температуре не зависят от пути перехода из начального состояния в конечное, то п равные им тепловые эффекты реакции Qp и Qv (соответственно при постоянном давлении и постоянном объеме) также приобретают свойства функций состояния, т. е. зависят только от вида и состояния исходных и конечных веществ и не зависят от промежуточных стадий реакции. Это положение Гесс сформулировал в виде закона постоянства сумм теплоты, использовав большой опытный материал. Этот закон лежит в основе всех термохимических измерений. Тепловые эффекты реакций AU(Qo) и AH Qp) измеряются экспериментально или вычисляются. Увеличение Аи или АН соответствует эндотермическому процессу (тепло поглощается), а их уменьн]ение — экзотермическому процессу (тепло выделяется). [c.34]

Уравнения (За)—(Зг) описывают теплоперенос в образце, содержащем источник тепла химического происхождения, тепло-перенос в держателе и в газовом окружении соответственно. Уравнение (36) описывает скорость реакции. Обозначения Т — температура, К а — степень превращения а — коэффициент температуропроводности, см -/с Я — коэффициент теплопроводности, Дж7(см-с-К) с — теплоемкость, Дж/г-К у — плотность, г/см Q — тепловой эффект реакции, Дж/см Е — энергия активации, Дж/моль А — предэкспонента, с t — время, с 6 — скорость линейного нагрева, К/с р — текущая пространственная координата, см г — координата границы, см и Лр — коэффициенты управляющей функции, размерность — К-с, /ср — безразмерный a/diiip 6 — заданная скорость превращения, с" daldt — текущая среднеинтегральная скорость превращения, с" . Индексы 1 — относится к переменным и свойствам держателя, [c.83]

Единого мнения о роли в реакторах медной или никелевой насадки нет. Так, полагают, что медная сетка выполняет две функции во-первых, снижает тепловой эффект за счет эффективного отвода тепла реакции и устраняет возможные местные перегревы во-вторых, промотирует ее. Каталитические свойства можно было бы связать с образованием на поверхности металла фторида, который может сам выступать в роли фторирующего агента. Однако это, вероятно, не так, поскольку сами фториды этих металлов проявляют фторирующие свойства при значительно более высоких температурах. Вместе с тем присутствие на поверхности металлов таких фторидов, как AgF2, может при 250 °С и выше сказаться на скорости фторирования. Роль свободного фтора в этом случае состоит в регенерации фторида металла. Модифицирование медной насадки другими металлами не оказывает сколько-нибудь существенного влияния на протекание процесса фторирования. [c.221]

Выделение тепла, обусловленное гидратацией гидравлических компонентов при твердении портланд-цементов, специально изучалось ввиду его большого практического значения первоначально с этой целью применяли ртутные термометры или саморегистрирующую аппаратуру (термограф Гари). Киллиг изучал зависимость температуры водно-цементной смеси от времени и на основе полученных кривых сделал заключение, согласно которому первое заметное повышение температуры происходит вследствие гидратации быстро схватывающегося трехкальциевого алюмината, а последующий главный тепловой эффект — вследствие образования гидросиликатов кальция. Эти метеды были значительно усовершенствованы Швите , который использовал чувствительные термопары из медной и констаитановой проволок, электродвижущая сила которых регистрировалась как функция времени. Швите наблюдал, что первые тепловые эффекты возникали сразу же после контакта цемента с водой или раствором соли. [c.813]

Кянен [127] дал для статических процессов несколько более общее определение функции В. Он считает пригодность максимально полез- ой работой, которую могло бы произвести вещество в данном состоя- ии, действуя не только как источник тепла для обратимой тепловой машины Карно, но также и производя ту работу, которая является результатом его собственных pv-изменений. Если и давление и температура вещества снижаются до температуры и давления окружающей среды, то для работы не существует более никакой движущей силы. Максимально возможная работа, получающаяся от этих двух эффектов между исходным состоянием и состоянием, отвечающим РдГд, равна [c.122]

Качественные выводы. Обращение к основному уравнению (60) позволяет сделать некоторые интересные качественные выводы о тепловых эффектах и температурных изменениях, сопровождающих рассматриваемый процесс. Так как для идеального газа 7является функцией только температуры и так как pv при постоянной температуре по-столнно, то сразу видно, что при изотермическом расширении идеального газа не будет наблюдаться теплового эффекта. Ясно, что для изотермического расширения реального газа U2 всегда больше i/j. Во всех газах в любом состоянии между молекулами имеются силы притяжения и, поскольку молекулы при расширении перемещаются против этих сил, в газе должна накапливаться энергия, которая поступает к нему от окружающей среды. Следовательно, поскольку дело касается только изменения U, всегда должен существовать приток тепла в систему или, если система термически изолирована, должно происходить падение температуры. [c.353]

Если смешиваются две чистые жидкости, например спирт и вода, или растворимое твердое тело и жидкость, например соль и вода, то наблюдается тепловой эффект, который может быть положительным (тепло выделяется) или отрицательным (тепло поглощается). Если два компонента имеют одинаковую температуру и образующийся раствор приводится к той же температуре, так что весь процесс является изотермическим, то тепловой эффект называют интегральной теплотой растворения. Для получения определенной величины она должна быть отнесена к данной массе какого-либо из компонентов или к массе раствора. Обычно если одним из компонентов является твердое тело, то выбирается единица массы или один моль этого компонента если оба компонента являются жидкостями, то обычно теплоту растворения относят к единице массы или к одному молю раствора. Эта величина в общем представляет функцию давления, температуры и концентрации образующегося раствора. Большинство теплот растворения определено при стандартном давлении в 1 атм и стандартной температуре в 18 или 25 С. Влиянием давления обычно можно пренебречь, так как оно очень малб в случае жидкостей, а в случае газов теплота растворения является второстепенным эффектом, исключая случай очень высоких давлений. [c.448]

Модификацию решения Д.Мак Кензи для учета эффекта выделения скрытой теплоты плавления предпринял Д.Олденбург в моделях 1973 и 1975 годов. Он искал распределение температур в океанической литосфере в рамках решения типичной задачи Стефана, задавая на нижней переменной границе литосферы температуру, равную температуре солидуса г = Яд(х) Г = Г/, и определяя на этой границе скачок теплового потока, обусловленный выделением скрытой теплоты плавления материала мантии К- Пх-дТ1дх + ЛгЭТУЭг) = -Ь-р-У. Чтобы избежать особенности в решении на оси хребта, вводилось дополнительное условие при х = ОиО<2< 1 -А -(ЭГ/Эх) = p F [ -f p (Г , - 2/)], которое предполагало, что все тепло, приносимое интрузиями в осевую зону, уносится горизонтальным тепловым потоком. Выше 1 - значения толщины литосферы на оси, предполагаемое заранее, Tf - эффективная температура интрузий, п - и -компоненты вектора внешней нормали к нижней границе литосферы Н/Хх). Задача решается численно, но из характера решения следует, что глубины изотерм, рельеф, тепловой поток и мощность литосферы остаются функциями tив этой модели решения. С удалением от оси, в области х 2Л-К/р-У-Ср, где при [c.153]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология