Фазовые переходы тепловые эффекты

Кроме фазовых переходов первого рода, существуют также фазовые переходы второго рода. Для них характерно не только равенство изобарных потенциалов, но и равенство энтропий и объемов сосуществующих в равновесии фаз, т. е. отсутствие теплового эффекта процесса и изменения объема при температуре превращения [c.143]

До конца 20-х годов в химической термодинамике наибольшее внимание исследователи уделяли изучению фазовых переходов и свойств растворов, а в отношении же химических реакций ограничивались преимущественно определениями их тепловых эффектов. В известной степени это объясняется тем, что именно указанные направления химической термодинамики стали первыми удовлетворять потребности производства. Практическое же использование методов термодинамики химических реакций для решения крупных промышленных проблем долгое время отставало от ее возможностей. Правда, еще в 70—80-х годах методы химической термодинамики были успешно применены для исследования доменного процесса. К 1914 году на основе термодинамического исследования Габер определил условия, необходимые для осуществления синтеза аммиака из азота и водорода, что привело в конечном результате к возможности промышленного получения в больших количествах аммиака, азотной кислоты, азотных удобрений, взрывчатых веществ и порохов из дешевых и широко доступных исходных материалов. В 20-х годах, лишь после того, как термодинамическое исследование реакции синтеза метанола из Н2 и СО дало возможность определить условия, при которых положение равновесия благоприятно для этого, синтеза, наконец была решена проблема создания производства метанола из дешевого сырья. Полученные результаты показали также, что проводившиеся ранее поиски более активных катализаторов не были успешными не из-за их малой активности, а вследствие недостаточно благоприятного положения равновесия в условиях, в которых пытались осуществить эту реакцию. Известны и другие примеры успешного применения методов термодинамики химических реакций для решения промышленных задач. Однако только с конца 20-х годов плодотворность применения этих методов исследования начинает получать все более широкое признание. [c.19]

Совокупность методов измерения тепловых эффектов, сопровождающих различные процессы, называется калориметрией. Методами калориметрии определяют теплоемкости, теплоты фазовых переходов, тепловые эффекты химических реакций и т. п. Тепловые эффекты химических реакций определяют в специальных приборах, которые называются калориметрами. В настоящее время для измерения тепловых эффектов различных процессов применяются калориметры самых разнообразных конструкций. Калориметр соответствующей конструкции вы- [c.55]

Фазовые переходы часто сопровождаются значительными тепловыми эффектами, связанными со скрытым теплом фазового перехода. Эти эффекты могут существенно сказываться на работе теплообменника, что полностью справедливо для градирен с непосредственным контактом теплоносителей (мокрых градирен), в которых площадь теплопередающей поверхности примерно в 5 раз меньше соответствующей площади в теплообменниках, в которых массообмен отсутствует из-за отсутствия непосредственного контакта сред (сухие градирни). [c.9]

Однако следует учитывать, что каждое из уравнений для теплоемкости относится к определенному фазовому состоянию данного вещества. Поэтому описанные уравнения могут применяться без дополнительных усложнений только для таких реакций, в которых ни один из компонентов в рассматриваемом температурном интервале не претерпевает изменения агрегатного состояния или полиморфных превращений. В противном случае необходимо учесть тепловой эффект и изменение энтропии фазового перехода, а.также [c.60]

Расчет процессов экстракции основывается на совместном решении рассмотренных ранее уравнений материального баланса и фазового равновесия. Тепловые эффекты перехода вещества из одной жидкой фазы в другую, если такой переход не сопровождается химическим взаимодействием, обычно невелики. Поэтому изменение температуры растворов в процессе экстракции приходится учитывать только в особых случаях. Обычно же считают, что процесс протекает в изотермических условиях. Для расчета процессов, в которых между двумя несмешивающимися фазами распределяется один компонент, а также для расчета процессов разделения бинарных смесей широко применяются графические методы. На рис. V. 40 дан графический расчет процесса одноступенчатой экстракции, заключающегося во взаимодействии исходной смеси, состав которой изображается на треугольной диаграмме точкой Р, с экстрагентом (точка 5). При их смешении получаются смеси, составы которых отвечают точкам, лежащим на прямой fS. Если исходная смесь и экстрагент взяты в таком соотноше.чии 8М РМ, что в результате получается смесь валового состава М, то после установления равновесия и расслаивания эта смесь разделяется на экстракт Е и рафинат К. составы которых отвечают граничным точкам на иоде ЕН (нода — линия, соединяющая точки составов равновесных жидких фаз). При этом распределяемый [c.570]

Табличные данные по теплотам образования Д Я°(298) позволяют легко вычислить при стандартных условиях не только тепловые эффекты для большого числа химических реакций, но и теплоты фазовых переходов и других физико-химических процессов. Обозначив фазовые переходы в общем виде [c.211]

Другой метод исследования гидратации латексных частиц основан на измерении объемного или теплового эффекта фазового перехода при замораживании и плавлении водных дисперсий синтетических латексов. Поведение различных дисперсных систем при замораживании и существование в них незамерзающих межфазных прослоек воды изучается давно (обзор ранних работ см. в [I]). Исследования течения незамерзающих прослоек воды в кварцевых капиллярах [32, 329, 525] углубили представления о структурных изменениях граничных слоев воды, эффективная толщина которых имеет порядок 10 м и убывает с понижением температуры замораживания. [c.191]

Тепловой эффект реакции зависит от агрегатного состояния исходных и конечных продуктов реакции, а также от температуры. Если в результате химической реакции изменяется агрегатное состояние, то в значение теплового эффекта реакции входит значение теплоты фазового перехода (теплоты испарения или конденсации, плавления или затвердевания). [c.623]

Методом ДТА было изучено влияние электролита на тепловой эффект фазового перехода при замораживании латекса. [c.192]

Абсолютные энтропии. Пользуясь постулатом (VIH, 45), можно определить так называемые абсолютные энтропии различных веществ прн тех или иных температурах, если известны теплоемкости этих веществ при всех температурах от абсолютного нуля до интересующей нас температуры, а также тепловые эффекты и температуры всех фазовых переходов (если они происходят в этом температурном интервале). [c.279]

Применение термодинамических методов для исследования химических реакций в настоящее время дает возможность установить, какие из реакций в рассматриваемой системе при заданных температуре, давлении и концентрациях могут протекать самопроизвольно (т.е. без затраты работы извне), каков предел самопроизвольного их протекания (т. е. каково положение равновесия) и как следует изменить эти условия, чтобы процесс мог совершаться в нужном направлении в требуемой степени. На основе термодинамических методов можно определить также максимальное количество работы, которая может быть получена от системы, или минимальное количество работы, которое необходимо затратить извне для осуществления процесса. Вместе с тем термодинамические методы дают возможность определить тепловые эффекты различных процессов (химического взаимодействия и фазовых переходов). Все это имеет большое значение и для теоретического исследования, и для решения задач прикладного характера [c.13]

При применении сравнительных методов расчета к кристаллическим веществам необходимо учитывать явление полиморфизма, которое не только вызывает необходимость учета тепловых эффектов и изменения энтропии при фазовых переходах, но часто сопровождается существенным изменением степени подобия сравниваемых веществ или даже потерей его. С учетом таких ограничений уравнения (П1,26), (1П, 28) могут применяться и к кристаллическим веществам. [c.126]

Раздел химической термодинамики, посвященный исследованиям тепловых эффектов химических реакций, теплотам фазовых переходов, теплотам растворения веществ, разбавления растворов и т. п. называется термохимией. Значение термохимии в области теории и практики весьма велико. Тепловые эффекты широко используются не только при расчетах тепловых балансов различных процессов,, но и при исследовании химического равновесия. [c.205]

Термохимией называется раздел химической термодинамики, в котором рассматривается применение первого начала (закон Гесса) для вычисления тепловых эффектов различных физико-химических процессов химических реакций, фазовых переходов, процессов кристаллизации, растворения и др. Для практики наибольший интерес имеют термохимические расчеты теплового эффекта химической реакции. [c.90]

Экзотермические эффекты могут быть обусловлены переход( л из неравновесных состояний в равновесные, например переход из аморфного состояния в кристаллическое. Эндотермические эффекты связаны с фазовыми превращениями (плавление, испарение, возгонка, полиморфные превращения) или химическими процессами (окисление, разложение, дегидратация, диссоциация и др.). При нагревании большинства веществ наблюдается несколько превращений, которые регистрируются на кривой ДТА при соответствующих температурах термическими эффектами, характерными для данного вещества. В связи с этим по термограмме можно дать качественную характеристику исследуемому вешеству, определить температуры фазовых превращений или химических процессов, измерить тепловой эффект процесса. Метод ДТА обладает более высокой чувствительностью по сравнению с обычным методом термического анализа. [c.415]

Статьями прихода и расхода в тепловом балансе являются тепловые эффекты реакций АЯ, теплоты фазовых переходов (во, теплосодержание веществ, участвующих в процессе ( г) теплота, подводимая в аппарат извне и выводимая из аппарата (Сз), тепловые потери ( 4) в данной технологической операции [c.89]

Аналогичные равенства получаются для теплового эффекта AU процесса, протекающего при постоянном объеме. Изменение теплоемкости при фазовом переходе, например в процессе плавления одного моля вещества А(т) А(ж), определяют 1ю уравнению [c.105]

Как всякий фазовый переход, преобразование кристаллической структуры сопровождается тепловым эффектом. Например, переход кристаллов из гексагональной структуры в ромбическую сопровождается тепловым эффектом в 25—29 кДж/моль, что значительно меньше теплового эффекта плавления нормальных алканов. При [c.191]

Фазовые переходы. Тепловые эффекты процессов перехода из олмаю агрегатного состояния в другое обычно значительно меньше таковых для химических реакции. В частности, теплоты парообразования (при 1.01 кПа) имеют значения порядкд 40 кДж/моль (реже 100 и более кДж/моль), теплоты плавления, перехода из аморфного состояния в кристаллическое и превраше-ння одной модификации в другую — порядка 4—20 кДж/моль. Значения теплот фазовых переходов для ряда веществ приведены в табл. 2.2. Теплоты парообразования велики для тугоплавких (высококипящих) веществ. Так, для У(р=101 кПа) [c.169]

Это выражение позволяет свести определе ние константы равновесия к измерению так называемых калорических величин-теплоемкостей и тепловых эффектов химической реакции и фазовых переходов. Такой путь расчета химических равновесий, благодаря доступности соответствующих экспериментальных данных, получил самое широкое применение. [c.156]

Перспективным методом изучения фазовых и полиморфных превращений в НДС является калориметрия. При переходе НДС из одного состояния в другое, например из молекулярного раствора в структурированную жидкость, происходят взаимодействия между молекулами или надмолекулярными структурами, сопровождающиеся тепловыми эффектами [150]. Величина последних может явиться характеристикой, позволяющей оценить тип взаимодействия, степень прочности НДС и др. [c.138]

Как видно, изменение скорости нагрева образцов оказывает влияние на кинетику фазовых и полиморфных переходов, однако не приводя при этом к изменению суммарного теплового эффекта. [c.141]

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]

Методами К. определяют теплоемкость индивидуальных в-в и физ.-хим. систем, теплоты фазовых переходов, тепловые эффекты хим. р-ций, растворения, смачивания, сорбции, радиоактивного распада и др. Данные К. использ. для расчета термодинамич. св-в в-в, составления тепловых балансов технол. процессов, расчета хим. равновесий, установления связи между термодинамич. характеристиками в-в и их св-вамв, строением, устойчивостью, реакц. способностью. Важное значение имеет калориметрич. изучение природы и структуры р-ров. Калориметрия Тиана — Кальве широко примен. для изучения кинетики и определения энтальпий медленно протекающих процессов растворения, смешения, гелеобразования, этерификации полимеров. Дифференциальная сканирующая К, наиб, применение находит при изучении жидких крист., для идентификации и изучения св-в полимеров (напр., степени кристалличности и кинетики кристаллизации), в аналит. химии. [c.235]

Таким образом, наблюдается переход от статистической однородности, когда по узлам геометрически правильной решетки атомы распределены в каотическом беспорядке, к однородности кристалла индивидуального химического соединения, т. е. к геометрически правильной решетке, в узлах которой правильно чередуются образующие ее атомы. Это превращение протекает при постоянной температуре п сопровождается тепловым эффектом, подобно фазовому переходу первого рода. Если общий состав твердого раствора близок к составу Р1С[1б, но не совпадает с ним, то кристаллическая решетка тоже перестраивается, но эта перестройка протекает уже в некотором интервале темпера- [c.413]

Вопрос о существовании незамерзающих прослоек воды у поверхности латексных частиц представляет интерес в связи с изучением природы устойчивости латексов при замораживании [526]. Впервые этот метод при исследовании латексов был применен в работе [527]. Методика дилатометрических и термографических измерений и обработки результатов приведена в [526—529]. Определялись объемные и тепловые эффекты фазового перехода при замораживании или плавлении диализованных латексов. На рис. 11.1 приведены в качестве примера типичные дилатограммы замораживания исследованных образцов. Эффективную толщину незамерзающих прослоек воды (А) вычисляли по формуле [c.191]

Химические термодинамические свойства разных веществ и параметры химических реакций приводятся как в физико-химических справочниках общего характера, так и в специальных термо-динамических. Фундаментальным справочником первой группы является шестое издание таблиц Лаидольта — Бернштейнавышедшее в период 1950—1961 гг. в четырех томах (22 книги), в которых ряд разделов посвящен величинам, характеризующим тепловые эффекты, равновесия и другие параметры химических реакций и фазовых переходов, а также термодинамические свойства химических соединений и простых веществ. Так, четвертая часть второго тома содержит данные по термодинамике химических реакций и соответствующим свойствам химических соединен и простых веществ по теплоемкости энтропии (5"), теплотам образова- [c.74]

В течение ряда лет по данным, относящимся к 25,00 °С, основным был справочник Россини, Уагмана и др. выпущенный в 1952 г. Этот справочник состоит из двух частей. В первой дана сводка значений ДЯf, о, AЯf, 298, AGf, 298, 1 Д г. 298, и Ср. 298 для неорганических и простейших органических веществ, а также для многих ионов в водных растворах различной концентрации. Во второй части этого справочника приведены параметры различных фазовых переходов для тех же веществ. Они включают данные о температурах этих переходов, их тепловых эффектах, изменениях энтропии и изменениях теплоемкости. [c.75]

ПО АЯия для этой реакции и значениям АЯг для однотипной с ней реакции разложения феррита кальция. Расчет доведен до температуры плавления хлористого магния. Точки плавления и кипения хлорного железа расположены в этом же температурном интервале. Поэтому для сопоставимости результатов тепловые эффекты определялись в расчете на газообразный хлорид железа. Феррит магния при 665 К претерпевает фазовый переход второго рода, который происходит практически без изотермического теплового эффекта. Как видно из табл. IV, 6, до этой температуры расчет по уравне- [c.140]

Эти таблицы посвящены в основном органическим соединениям и отличаются по виду рассматриваемых величин. Основные элементы, составляющие эти соединения (С, Н, О, М), не имеют фазовых переходов в рассматриваемой области температур (298—2000 К). Это дает возможность для выражения температурной зависимости тепловых эффектов химических реакций и их констант равновесия вместо функций И]. — и 5 — 52дд применить величины J [c.494]

В зависимости от типа процесса изменениям энтальпии присваивают название теплоты образования, теплоты сгорания, теплового эффекта химической реакции, энергии связи, высшей или низшей теплоты сгорания, теплоты фазового перехода. Высшей теплотой сгорания называют теплоту, выделяемую при полном сжигании вещества и конденсации водяного пара, образующегося при сжигании углеводорода, при достижении исходной температуры. Если при сжигании углеводородов водяной пар не конденсируется по достижении исходной температуры, то выде- [c.65]

Как всякий фазовый переход, преобразование кристаллической структуры сопровождается 1епловым эффектом. Например, переход кристаллов из гексагональной структуры в ромбическую сопровождается тепловым эффектом в 25-29 кДж/моль, что значительно меньше теплового эффекта плавления нормальных алканов. При температуре перехода кристаллов нормальных алканов из одной модификации в другую резко изменяются их теплофизические, оптические, физико-механические и некоторые другие свойства, что имеет большое значение для практики их применения. [c.55]

Изменение энтропии азота при его нагревании от температуры О до 77,3 К, согласно выражению (5.30), складывается из суммн приведенных теплот нагревания и всех фазовых переходов, встречающихся в заданном температурном интервале. Определение приведенных теплот фазовых переходов не может вызвать каких-либо трудностей, поскольку для каждого из этих переходов указаны температура и тепловой эффект. [c.148]

Во многих случаях исследования смесей индивидуальных нормальных алканов калориметрическим методом основное внимание уделяется определению температур фазовых и модификационных переходов и в меньшей степени изучается изменение тепловых эффектов, характеризующих изменение межмолекулярного взаимодействия компонентов смесей. Были проведены калориметрические исследования фазовых и полиморфных переходов в бинарных смесях нормальных парафиновых углеводородов, одним из компонентов которых являлись н-С,дНзд или н-С,дН д, а в качестве второго компонента использовались последовательно н-С цН , н-С2,Н , и н-С зН д. Термограммы, полученные в процессе экспериментов обрабатывались и представлялись в виде графических зависимостей температур или энтальпии фазовых и модификационных переходов от состава исследуемых смесей. [c.143]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология