Сохранение массы и энергии

Закон сохранения массы и энергии в покоящейся системе означает, что они могут превращаться внутри системы (т. е. выступать в различных формах), но совокупности их остаются неизменными. Рассмотрим сначала такую систему, в которой не происходят химические реакции. Если в системе имеется несколько компонентов к и только одна фаза (ф = 1), то, согласно закону сохранения массы, сумма масс всех компонентов должна быть равна массе всей системы т [c.45]

Четыре критерия Дамкелера выведены на основе уравнений сохранения массы и энергии с учетом химических превращений, а для обратимых реакций обычно применяют критерии контакта (Ко) и равновесия (Ра). Однако практическое значение для химических процессов получило только приближенное моделирование. — Прим. ред. [c.231]

Этот закон представляет собой частный случай более общего закона сохранения массы и энергии, впервые сформулированного М. В. Ломоносовым. [c.70]

Из законов сохранения массы и энергии следует, что в обоих балансах величина, поступающая в систему, должна быть равной сумме величин, покидающих систему и остающихся в ней. [c.149]

Основной материал первых шести глав перестроен и преподносится в более логической и легче усвояемой последовательности. Хотя эти главы формально не отделены от остальной части книги, в действительности они составляют единый учебный цикл, где вводятся качественные представления химии об атомах и молях, стехиометрии, теплоте реакций, газовых законах и молекулярно-кинетической теории, химическом равновесии и кислотно-основном равновесии. Эти главы были вновь продуманы и переписаны одним из авторов как единое целое, с включением большего числа примеров и упражнений, которые даются в конце каждой главы. Представление о моле, правила составления химических уравнений и общие представления о стехиометрии теперь вводятся в первых двух главах, что позволяет студентам своевременно подготовиться к проведению лабораторных работ. В то же время стехиометрия, которая может показаться одним из скучнейших разделов химии, а также понятие о теплоте реакций представлены как иллюстрации к одному из важнейших физических принципов-закону сохранения массы и энергии. Длинная, но важная глава [c.9]

Законы сохранения массы и энергии [c.62]

Первыми двумя законами сохранения, установленными в науке, были законы сохранения массы и энергии. В физических законах движения, кроме того, часто используется закон сохранения импульса (количества, движения). В ядерных реакциях может происходить взаимопревращение массы и энергии, но их сумма обязательно должна сохраняться. Ядерная энергия получается только за счет исчезновения массы соотношение между массой и энергией было установлено Эйнштейном и носит его имя. Согласно соотношению Эйнштейна, = тс , где -энергия, т - соответствующая ей масса, а с - скорость света. В ядерных реакциях также происходит сохранение заряда. Когда ядро изотопа углерода-14 распадается с образованием ядра азота-14, это сопровождается испусканием электрона (происходит так называемый бета-распад) [c.96]

В основе всех законов сохранения лежит общая идея когда нам известно, чего не может произойти, мы может лучше предсказать, что будет происходить. Для химиков наиболее важными являются законы сохранения массы и энергии, и все расчеты, приведенные в данной главе, основаны на применении следствий из этих законов. [c.98]

Итак, энергия диссоциации молекулы С1 эквивалентна лишь пяти миллионным частям массы электрона. Химические реакции обычно сопровождаются энергетическими эффектами в несколько электронвольт, тогда как ядерные энергии относятся к диапазону миллионов электронвольт. 1 МэВ на молекулу эквивалентен 96,5 млн кДж моль , что находится далеко за пределами энергии всех химических реакций. Это объясняет, почему в химических реакциях можно пользоваться двумя независимыми законами сохранения-массы и энергии. Взаимные превращения этих свойств материи в химических реакциях неразличимы. В отличие от этого для ядерных реакций взаимные превращения массы и энергии-дело совсем обычное здесь следует пользоваться более общим законом сохранения массы и энергии. В любой ядерной реакции сумма энергии и произведения массы на величину (с-скорость света) для всех реагирующих частиц и их окружения не изменяется в процессе реакции. [c.410]

Такое математическое описание представляет собой систему уравнений, выражающих для выбранных процесса и аппарата законы сохранения массы и энергии — материальные балансы по отдельным химическим веществам, балансы тепла и кинетической [c.77]

Для каждого элемента (подсистемы) ХТС на основе законов сохранения массы и энергии можно составить систему уравнений материальных и тепловых балансов, включающих следующие независимые уравнения [c.39]

Каждой дуге материального или теплового потокового графа ХТС можно сопоставить неотрицательное число РР (е), которое равно значению одного тина обобщенного материального или теплового потока системы. Величину IV (е) назовем потоком по дуге е данного графа. Для каждой промежуточной вершины материального или теплового потокового графа ХТС на основе законов сохранения массы и энергии можно записать уравнение вершин для потоков по дугам графа [c.133]

На основе законов сохранения массы и энергии для всей ХТС в целом можно записать общее уравнение вершин-источников и вершин-стоков материального или теплового потокового графа системы [c.134]

Пример 1. Математическое описание нестационарных процессов, происходящих в ректификационной колонне, основывается на уравнениях материального и теплового балансов, являющихся количественным выражением закона сохранения. Однако в отличие от анализа статических свойств объекта здесь закон сохранения массы и энергии как равенство входных и выходных потоков ве сохраняется. При протекании процесса происходит накопление массы и энергии, т. е. [c.347]

Закон постоянства состава. Из представлений, лежащих в основе современной химии, вторым по значимости после принципа сохранения массы и энергии является закон постоянства состава химических соединений. [c.13]

На основании представлений диффузионного-окислительного горения для определения скорости испарения капли при образовании фронта разложения вокруг нее для внутренней диффузионной области можно получить уравнение сохранения массы и энергии в виде [c.73]

Ниже будут подробно описаны некоторые модели химических реакторов. Все они основаны на фундаментальных законах сохранения массы и энергии. Эти законы приводят к моделям в виде дифференциальных уравнений, каждое из которых содержит первые производные по времени и первые или вторые производные по координатам (в зависимости от геометрии реактора и от физического механизма процесса). Численное решение этих уравнений явилось значительным вкладом в понимание свойств химических реакторов. Однако такая информация полезна, но недостаточна. Инженеру необходимо иметь возможность описать набор решений для некоторой области граничных условий или параметров. В принципе, такие результаты может дать и численное решение, но на практике оказывается, что эти расчеты требуют слишком много машинного времени. Поэтому полезно иметь сведения о так называемой структуре решения. Ясно, что аналитические или качественные методы и методы численного решения не являются взаимоисключающими. В конечном счете качественные оценки облегчают расчеты на ЭВМ, и наоборот. [c.13]

Проточные реакторы с перемешиванием, как и любые другие реакторы, принято рассчитывать, используя анализ стационарных состояний. При этом законы сохранения массы и энергии используются совместно с выражениями скорости реакции для того, чтобы добиться, как иногда говорят, баланса между входом и выходом изучаемой системы, т. е. предполагается, что временная зависимость достаточно слабая и ею можно пренебречь. Однако идея массового и энергетического балансов сама по себе не гарантирует единственности набора условий, и инженер должен понимать, что при некоторых сочетаниях параметров системы на различных уровнях могут существовать режимы работы реактора, совершенно отличные от тех, которые предполагались. Основание для такого утверждения вполне естественно вытекает из исследования моделей систем, описанных в гл. I. [c.26]

В 1.2.5 приведены уравнения сохранения массы и энергии в целом для всего теплообменника. Полученные соотношения являются частью математических основ теории теплообменников. В 1.2.6 уравнения сохранения записаны по отношению к поперечному сечению аппарата здесь же получены обыкновенные дифференциальные уравнения для определения характеристик теплообменника. [c.14]

Процессы химической технологии связаны с разнообразными физическими и химическими явлениями. Однако большинство этих процессов характеризуется сравнительно ограниченным числом физических законов. Применение основных законов физики к изучению процессов химической технологии составляет теоретическую основу курса Процессы и аппараты . Так, на законах сохранения массы и энергии основаны материальный и энергетический балансы. Для большинства процессов весьма важное значение имеют законы, характеризующие условия равновесия процессов, а также законы, описывающие изменения в системах, не находящихся в равновесии. [c.19]

Технологический расчет оборудования проводят в определенной последовательности. Сначала на основе законов сохранения массы и энергии составляют материальный и энергетический балансы. [c.12]

Параметры первой группы при математическом описании и расчетах входят в уравнения сохранения массы и энергии и обычно принимаются в виде значений, усредненных для условий технологического процесса. Правильный выбор параметров второй группы — констант переноса — является особенно важным, поскольку тепловая работа печей обычно лимитируется процессами переноса. [c.52]

Существование прямоугольника или, в общем случае, цикла без контакта, охватывающего все положения равновесия, допускает простую физическую интерпретацию, связанную с законами сохранения массы и энергии Следствием этих законов яв ляется ограниченность переменных х и у, характеризующих состояние реактора. В самом деле, из закона сохранения массы следует, что при протекании иеавтокаталитических реакций безразмерная концентрация х не может превосходить Хо — значения атой величины на входе в реактор, а из закона сохранения энергии — невозможность значений безразмерной температуры у, равных бесконечности. Но в этом случае изображающая точка на фазовой плоскости реактора не может удаляться в бесконечность, наоборот, она должна покидать удаленные части фазовой плоскости. [c.84]

В ядерных реакциях и реакциях между элементарными частицами происходит точное или почти точное сохранение даже таких мало известных свойств, как четность, странность и шарм (привлекательность). Эти свойства представляются довольно таинственными, поскольку мы ничего не слыхали о них раньще, прежде чем узнали о необходимости их сохранения. Масса и энергия были известны задолго до того, как были обнаружены законы их сохранения. Но кто когда-нибудь слыхал о щарме элементарных частиц, прежде чем был провозглащен закон его сохранения Во- [c.97]

Такое математическое описание представляет собой систему уравнений, выражающих для выбранных процесса и аппарата законы сохранения массы и энергии — материальные балансы по отдельным химическим веществам, балансы тепла и кинетической. энергии потока. Эти балансы записывают для элементарных объемов аппарата, поэтому полученные математические описания представляют собой систему дифференциальных уравнений в частных или полных Ароизводных и лишь иногда — систему алгебраических уравнений. [c.53]

Различают детерминированные и статистические модели. Математическое описание детерминированной модели представляет собой совокупность уравнений, определяющих взаимосвязь входных и выходных переменных состояния объекта моделирования с Зачетом конструктивных и режимных параметров процесса. К их числу относятся уравнения, отражающие общие физические законы (например, законы сохранения массы и энергии), уравнения, оаисывающие отдельные элементарные процессы, протекающие в [c.13]

Одним нз приемов выявления ошибок в алгоритме является контроль ио физическому смыслу получаемых результатов. В задачу вводятся дополнительные условия, которым должны удовлетворять результаты решения. Эти условия могут отражать дополнительные связи между искомыми переменными задачи, но непосредственно в алгоритме решения не использоваться. Например, ограничение на сумму невязок правых и левых частей при решении системы уравнений, равенство единице суммы концентраций компонентов, положительное значение времени пребывания вещества в реакторе, выполнение уравнений закона сохранения массы и энергии и т. д. При решении задачи эти дополнительные условия проверяются и в случае их нарушения вычислеиня прекращаются. [c.42]

Преобразование полной системы уравнений движения дисперсной смеси. Представим систему уравнений движения дисперсной смеси в виде, удобном для использования в химико-технологиче-ских расчетах. Для этого уравнения баланса внутренней анергии запишем относительно температур фаз и выделим коэффициенты теплопроводности в уравнениях сохранения массы и энергии перейдем от градиентов химических потенциалов к градиентам концентраций и выделим коэффициенты диффузии компонентов в фазах. [c.62]

ПО всех расчетах, связанных с физическим или химическим пре-вращением вещества, используются основные законы сохранения массы и энергии. Формулировка этих законов приводится во многих учебниках по химической технологии например, они рассмотрены очень подробно в монографии Берда, Стюарта и Лайтфута . При изучении химических реакторов указанные законы чрезвычайно важны они будут постоянно применяться в этой книге. [c.19]

Изаи.носвязь массы и энергии. Законы сохранения массы и энергии до начала XX в. рассматривались независимо друг от друга, поскольку вещество и энергия считались пе связанными др г с другом категориями. Но в 1905 г. Альберт Эйнштейн (1879—1955) показал, что энергия Е и. масса т связаны соотно- [c.13]

Каждое химическое уравнение символизирует собой законы сохранения массы и энергии нри химических реакциях, которые могут быть объединены в следующей уточненной формулировке. Суммарные масса и энергия объектов, вступивших в реакцию, всегда равны суммарной массе и энергии продуктов реакции. Среди исходных обьектов и нродуктов химических реакций могут быть, очевидно, не только вещества, но и излучение энергии. [c.13]