Тепловое равновесие

Рис. 9-2. Условия теплового равновесия

Фактор Больцмана для расчета вероятности Р заселенности дискретных состояний с энергией Е при тепловом равновесии выражается уравнением (11.13) [c.135]

Если в системе происходят только механические изменения, она достигает конечного состояния при прекращении макроскопических заметных движений это конечное состояние и является равновесным. Такое равновесие рассматривает механика. Условия теплового равновесия и равновесия компонентов изучает термодинамика. [c.122]

Мы придем к выражению свойств разделяющей фазы перегородки, когда в правой части уравнения (9-6, а) дифференциалы некоторых величин примем равными нулю. Первый член уравнения представляет диатермический переход, второй характеризует перемещение перегородки, а выражение под знаком суммы — перенос отдельных компонентов из одной фазы в другую. Если мы будем рассматривать только тепловое равновесие, т. е. перегородка будет диатермической (теплопрозрачной), неподвижной и не- проницаемой, то для всей системы из уравнения (9-6, а) получим [c.125]

Одним из параметров, влияющих на производительность реактора, является интенсивность потока газа на входе, или так называемая нагрузка реактора. При определенной нагрузке система находится в тепловом равновесии и реактор работает в установившемся режиме, т. е. температуры 1, 2, 3 и 4 не изменяются во времени. [c.403]

Таким образом, величина д/Т представляет собой минимальное возрастание энтропии, осуществляемое только в условиях обратимого переноса теплоты, т. е. когда нагреваемая система находится в тепловом равновесии с нагревающим ее окружением. Теплота переходит от одного тела к другому вследствие того, что они не находятся в равновесии, а для того, чтобы перенос тепла осуществлялся обратимым путем, потребовалось бы бесконечно большое время. Подлинно обратимые процессы являются идеализациями реально протекающих необратимых процессов. Но важно отметить, что в любом реальном (необратимом) процессе возрастание энтропии должно превышать величину д/Т, однако чем медленнее и осторожнее будет осуществляться перенос теплоты, тем меньше будет разница между величинами и д/Т. [c.55]

Температура, после достижения которой нарушается тепловое равновесие, называется температурой самовоспламенения она служит характеристикой жидкого и газообразного топлива. [c.13]

Здесь первый член правой части равен нулю, что следует из условия теплового равновесия (9-8). Однако условием полного равновесия является требование, чтобы при возможном перемещении dV приращение энтропии было равно нулю [c.126]

Следует отметить, что на тепловое равновесие указывает равенство непосредственно измеряемых температур соприкасающихся фаз, а механическое равновесие обнаруживается по равенству непосредственно измеряемых давлений в соприкасающихся фазах. При равновесии компонентов отношения усложняются, так как равенство непосредственно измеряемых концентраций в соприкасающихся фазане даже в инертных системах не указывает на равновесие между обеими фазами [см. уравнение (9-24, б)]. В реагирующих системах условия равновесия соответственно зависимости (9-24, а) еще сложнее. [c.134]

ЧТО частицы находятся в тепловом равновесии с нормальными частицами А, так что химическая реакция протекает следующим образом [c.223]

Количество получаемого метанола в пересчете на 1 м аппарата зависит, как и в случае синтеза аммиака, от объемной скорости потока реагентов, а следовательно, от интенсивности возврата. Зависимость между количеством теплоты, отводимой от реактора для синтеза аммиака (в % выделенной теплоты), расходом газа и степенью превращения представлена на рис. 1Х-63. Тепловое равновесие системы достигается, например, при 20%-ном превращении исходных веществ, когда расход газа составляет 6 м /ч, а также при 10%-ном превращении и расходе газа 45 м ч. В первом случае превращению подвергается 6-0,2 = 1,2 м газа в 1 ч, в другом 45-0,1 = 4,5 м /ч. Следовательно, повышение интенсивности возврата приводит к снижению степени превращения, но при этом увеличивается количество продукта, получаемого в единицу времени. [c.408]

Метод смешения заключается в том, что два вещества приводятся в термический контакт. В результате теплообмена система приходит в тепловое равновесие, ири котором температуры обоих веществ выравниваются. Если такой процесс провести в условиях, когда теплообмен с внешней средой исключен или может быть учтен, что свойственно для калориметров, то к системе применимо уравнение теплового баланса [c.145]

Тепловое равновесие процесса можно поддерживать также за счет циркуляции части битума через выносные холодильники [75]. [c.135]

На основании данных [25] можно принять коэффициент теплоотдачи от катализатора к парам сырья а, равным 1670 кДж/(м -ч- К). Используя найденное значение, можно рассчитать высоту зоны реактора, в границах которой температура катализатора и сырья выравниваются в пределах 1 °С, т. е. до температур соответственно (Гр+1) и Гр (зона интенсивного теплообмена). Из уравнения теплового баланса рассчитывается температура теплового равновесия сырья и катализатора Гр [c.139]

Рассчитанная величина /г равна 1,2 см, что составляет лишь около 0,3% высоты реакционной зоны, поэтому можно считать, что тепловое равновесие наступает до начала реакции и что величина 7р представляет собой начальную температуру реакции. [c.140]

Этот пример следует постоянно иметь в виду. Никогда нельзя быть уверенным, что предполагаемый механизм реакции абсолютно верен можно лишь утверждать, что пока еще он не опровергнут. Всегда остается возможность, что более тонкий эксперимент, подобный проведенному Салли-вэном с нарушением теплового равновесия действием света, обнаружит неправильность предполагаемого механизма. При наличии двух теоретических вариантов механизма предпочтение всегда отдается более простому до тех пор, пока новые данные не заставят сделать противоположный выбор. Но следует постоянно быть готовым к тому, чтобы поменять свою точку зрения, когда этого потребуют новые данные. [c.382]

И. Воспламенение. Для воспламенения исходных горючих материалов необходим начальный энергетический импульс. Различают два способа воспламенения самовоспламенение и зажигание. Тепловое самовоспламенение возникает при экзотермической реакции и нарушении теплового равновесия, когда выделение теплоты при химической реакции становится больше теплоотдачи. При медленном протекании реакции окисления теплота успевает отводиться в окружающее пространство и температура в зоне реакции окисления лишь немного выше температуры окружающей среды. При быстром протекании экзотермических реакций теплота не успевает отводиться в окружающую среду и температура в зоне реакции начинает повышаться. По мере нагревания реагирующих веществ скорость реакции быстро увеличивается, а вместе с этим возрастает и скорость выделения теплоты. Одновременно растет и скорость теплоотдачи, но медленнее, чем скорость выделения теплоты. Выделение теплоты возрастает с повышением температуры по экспоненциальному закону (уравнение Аррениуса). [c.30]

Нулевое начало. Две системы, находящиеся в тепловом равновесии с третьей системой, должны находиться В тепловом равновесии и друг с другом. Суть нулевого [c.25]

Тепловое равновесие устанавливается в процессах массообмена быстро, поэтому обычно принимают, что температуры фаз одинаковы. Это позволяет исключить из математического описания уравнение теплового баланса. [c.81]

I 3 уравнения теплового баланса находим температуру теплового равновесия сырья и Катализатора Т, [c.366]

Если крекинг рассматривать как одностадийный процесс, протекаюш,ий по схеме сырье — продукты , то адиабатический процесс может быть описан двумя дифференциальными уравнениями, учитывающими изменение по объему реактора массы сырья и его температуры (принимается, что температуры сырья и катализатора одинаковы и что начальная температура процесса есть температура теплового равновесия поступающих в реактор сырья и катализатора) [c.367]

При решении этого уравнения в качестве граничного можно использовать условие Т (0) = Тр [где Тр — температура теплового равновесия входных потоков, определяемая уравнением (ж) примера 1И-1]. [c.103]

В случае противотока без установления теплового равновесия в каждом сечении форма тепловых уравнений та же, что и в системе (111-82), но отсчет объема ведется от одного конца аппарата, а граничные условия (температуры входных потоков паров и контакта) задаются на разных концах [c.104]

Опыт показывает, что если система I находится в термическом равновесии с системой И, а система II —с системой III, то существует равновесие между системами I и III. Это положение иногда называют нулевым законом термодинамики, так как из него вытекает, что температура — интенсивная функция, определяющая тепловое равновесие. [c.14]

Таким образом, на первой, физической , стадии радиационного процесса происходит перераспределение поглощенной энергии первичного излучения между большим числом вторичных заряженных частиц, которые взаимодействуют с электронами атомов и приводят к возбуждению и ионизации молекул вещества. Затем наступает вторая - физико-химическая—стадия процесса. Образовавшиеся под действием излучения осколки молекул (ионы, атомы, радикалы) имеют большую химическую активность и реагируют как между собой, так и с другими молекулами с большой скоростью. Результатом этих вторичных реакций является образование новых активных частиц (свободных радикалов, вторичных ионов), причем в системе достигается тепловое равновесие. [c.108]

Обычно при выводе соотношений для массопереноса через поверхность раздела фаз полагалось, что система находится в частичном неравновесном состоянии по химическим потенциалам фаз, все остальные параметры (Г, Р) равны в фазах [55]. На самом же деле фазовый переход происходит при существенном неравновесии химических потенциалов, температур, скоростей фаз. И, основываясь на гипотезе существования в локальной точке среды локального теплового равновесия в каждой из фаз, но отсутствия равновесия в целом в системе в этой точке, получаем соотношения [c.68]

Рассмотрим структуру движущей силы агрегации (коагуляции). Принимая гипотезы аддитивности основных термодинамических характеристик по массам фаз и локального теплового равновесия каждой из фаз, но отсутствия равновесия в системе в целом, запишем по аналогии с предыдущим явное выражение для субстанциональной производной энтропии смеси, в которой происходит рост и агрегация кристаллов [c.81]

Тепловое равновесие. Пусть система допускает только тепловое взаимодействие между составляющими ее фазами. В этом случае критерий равновесия, выраженный через вариацию энтропии системы, примет вид [c.145]

Согласно Р. Цдатцману и А.Купперману, процесс взаимодействия ионизирующего излучения с водой можно разделить на три стадии 1) физическую, 2) физико-химическую и 3) химическую. Продолжительность первой стадии составляет < 10 13 с. За это время вдоль трека частицы образуются ионы (главным образом, Н2О+) и возбужденные молекулы воды Н2О -> Н2О + е . Эти продукты на второй стадии, длительность которой составляет около 10 и с, претерпевают ряд превращений, приводя систему в тепловое равновесие. Вторичные электроны обладают энергией, достаточной для ионизации нескольких других молекул воды. Группы ионов, возникающих таким путем, называют шпорами (от английского spurs). Так возникают атомы Н, гидратированные электроны и радикалы ОН и, по-видимому, Н2 и [c.192]

Механическое равновесие. Будем полагать, что вся система находится в состоянии теплового равновесия, а ее фазы разделены подвижной теплопроводящей перегородкой, т. е. условия изоляции системы имеют вид [c.146]

В процессе Гудри [2, 40, 80, 88] для дегидрирования используется тепло, аккумулированное катализатором и инертным веществом катализатора. Процесс ведется над алюмохромовым катализатором, обработанным предварительно в течение 10 часов водяным паром при 760° С и смешанного с двухкратным количеством алунда [30, 31]. При продолжительности дегидрогенизационного цикла от 7 до 15 минут наблюдается снижение температуры на 50° С, после чего температура снова повышается путем выжига углерода на катализаторе неразбавленным воздухом. Путем соответствующего подбора условий можно добиться теплового равновесия между теплотой реакций и теплотой регенерации катализатора. При применении в качестве сырья к-бутана процесс может быть направлен па получение как бутиленов, так и бутадиена. Установка может работать при малых давлениях (порядка 127 мм рт. ст.), необходимых для получения хороших выходов бутадиена. Температура процесса устанавливается от 566 до 593° С, и объемная скорость от 0,8 до 2,0. В настоящее время завод в Эль-Сегундо (штат Калифорния) максимально развивает производство бутенов как сырья для последующего превращения в бутадиен посредством процесса Джерси (описанного ниже). [c.199]

Если бы исследуемый процесс и выравнивание температуры в калориметре происходили мгновенно, то теплообмен со средой был бы равен нулю (д == 0). В реальных условиях иротекание процесса и выравнивание температуры требует времени, в течение которого калориметр получает от среды или отдает ей некоторое количество тепла д. Величину с/ не вычисляют, ио опыт проводят в калориметре так, ЧТ061.1 иа основании полученных данных можно было бы [и)1чис-лить изменение температуры Л/ (отличное от ЛГ) процесса, протекающего мгновенно без тепловых потерь. Это можно выполнить, если установить температуру калориметра на 1—2" ниже температуры воздуха в боксе. При такой разности температур скорость поступления тепла в калориметр от воздуха становится равной скорости отдачи тепла за счет испарения воды, находящейся в калориметрическом сосуде, что обеспечивает тепловое равновесие системы. [c.131]

В ряде случаев битум откачивают из колонны через уравнительную емкость, наличие которой облегчает поддержание постоянства откачиваемого потока, что важно для обеспечения работы системы утилизации тепла битума (рис. 30). Во избежание перегрева колонны в результате выделения теплоты реакции окисления в газовое пространство подают воду, которая, испаряясь, понижает температуру в колонне и разбавляет газы окисления. Если такого разбавления недостаточно для снижения концентрации кислорода до безопасной, в колонну вводят также водяной пар, вырабатываемый в парогенераторе за счет избыточного тепла сырья и продукта [76]. Для поддержания теплового равновесия процесса применяют также циркуляцию части битума через выносные холодильники [75]. Такой прием используют на недавно введенной в эксплуатацию битумной установке Павлодарского НПЗ. Здесь при пройзвод- [c.56]

Первичная реакция высокоэкзотермична, в то время как вторичные реакции эпдотермичны. Избыточное тепло первичной реакции расходуется на вторичные, в результате чего устанавливается тепловое равновесие. Реакционная система в данном случае является также саморегулирующейся, т. е. отклонение эндотермических реакций от равновесия приводит к повышению темпе- [c.102]

Учитывая, кроме того, что тепловое равновесие катализатора и сырья устанавливается быстро и промышленный реактор можно считать адиабатическим [26, математическое описание процесса получают в виде системы диффере.нциальных уравнений, представляющих собой материальные тепловые балансы в элементарном объеме реактора. [c.140]

Салливэн вычислил концентрацию атомов иода при различных интенсивностях облучающего света и нашел, что скорость образования HI пропорциональна квадрату концентрации атомов I. Следовательно, механизм, описываемый уравнениями (22-21), оказывается правильным. Классическая реакция Hj + I2 является тримолекулярной реакцией, которая кажется простой бимолекулярной реакцией лишь потому, что в обычных условиях между 2 и 21 существует тепловое равновесие. (Последнее утверждение остается справедливым до тех пор, пока кто-нибудь не поставит эксперимент, который докажет, что это еще более сложная реакция, лишь маскирующаяся под тримолекулярную.) Как указал Салливэн [J. hem. Phys., 46, 73 (1967)], тримолекулярная реакция [c.381]

В заключение заметим, что из соображений устойчивого псевдоожижения работа с очень низкими слоями, как правило, нежелательна. Принимаемая в промышленных аппаратах высота слоя обычно вполне достаточна для установления теплового равновесия на выходе из слоя. По этой причине приводимые в литературе рекомендации о расчете теплообмепных процессов по балансовым соотношениям могут считаться приемлемыми для большинства практических случаев, иногда — с учетом доли байпассирующего газа. [c.467]

Следует также указать, что тепловые. расчеты [134] приводят к выводу о чрез(вычайно быстром установлении теплового равновесия между шариковым катализатором и газовым потоком. [c.129]

Пример 111-1. В реактор установки каталитического крекинга с движущимся слоем шарикового катапп,затора поступают параллельно потоки паров сырья п каталп,затора. Определить объем. зоны интенсивного теплообмена Уз, на выходе из которой температуры потоков отличаются на 1 от температуры теплового равновесия. Известны следующие характеристики процесса поток сырья Сс = 13,5 кг/сек (48,6 т/ч)-, поток катализатора Ск = = 27 кг/сек (97,2 т/ч)-, температуры поступающего сырья Гое = 748 К п поступающего катализатора Гцк = 783 К теплоемкости сырья = = 3000 дж/(кг град) п катализатора с = 1000 дж/ кг град) дпаметр зерна катализатора ( з = 3-10" м доля свободного объема в реакционной ясно е = 0,5 коэффициент теплоотдачи от зерен катализатора к парам сырья а = 465 дж/(м сек град). [c.86]

Назовем температуру, которая устанавливается ири тепловом равновесии обоих потоков, температурой теплового равновесия Гр (Гк = Т = Гр). Величину Гр находпм из уравнения [c.87]

Найденное значение составляет менее 1% от обш,его объема реакционной зоны. Поэтому во всех расчетах реактора можно считать, что тепловое равновесие потоков катали 1атора и сырья устанавливается немедленно, п Тр представляет собой температуру начала химического процесса. [c.88]

Каталитический крекинг в реакторах с движущимся шариковым катализатором проводится в условиях, близких к адиабатическим. Если считать температурой начала процесса температуру теплового равновесия цотоков сырья и катализатора (см. пример 111-1, стр. 86), то легко найти перепад температур в реакторе I АГ I = Гр — Т , где Гь — температура сырья на выходе из реактора. [c.205]

Скорость теплоотдачи растет с повышением температуры линейно, так как тепловой поток прямо пропорционален градиенту температуры. Начиная с некоторой температуры, скорость теплоотдачи отстает от скорости теплообразования и реагирующая система саморазогревается, причем этот процесс идет ускоренно. В результате при повышении температуры реакция может закончиться воспламенением и взрывом. Температура, после достижения которой нарушается тепловое равновесие, называется температурой самовоспламенения она служит характеристикой жидкого и газового топлива. Температуру воспламенения Твоспл определяют по уравнению [c.30]