Работа максимальная химической реакции

Если в изолированной системе о направленности самопроизвольного процесса и равновесии судят по изменению энтропии в системе (см. 69), то в закрытых системах ответ на этот вопрос получают на основании величины полезной работы W. Действительно, при осуществлении любого квазистатического и нестатического процесса система в состоянии будет произвести работу [W >Q). К примеру, для химической реакции максимальную полезную работу можно получить, если ее провести при постоянных Р к Т квазистатическим путем в гальваническом элементе. Итак, условие самопроизвольного процесса в закрытой системе будет [c.231]

Выше было показано, что максимальная полезная работа самопроизвольно протекающего при постоянных температуре и давлении процесса эквивалентна изменению (убыли) свободной энергии системы. Это положение играет чрезвычайно большую роль при определении возможного направления химических реакций. Очевидно, что если для химической реакции А 2 имеет отрицательное значение при постоянных температуре и давлении, то эта реакция может протекать самопроизвольно. [c.98]

КОНСТАНТА РАВНОВЕСИЯ И МАКСИМАЛЬНАЯ РАБОТА ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ [c.89]

Зная, ЧТО максимальная полезная работа химической реакции равна убыли изобарно-изотермического потенциала, можно написать [c.288]

Лэ равна максимальной полезной работе процесса (химической реакции) — 0—13 [c.19]

Подставив это выражение. в уравнение (5.4) и переходя от изменения потенциала АО к максимальной работе процесса (химической реакции), получим [c.128]

Если химический процесс проводится изотермически и обратимо, то он дает максимальную работу за счет убыли свободной энергии. Эта максимальная работа обратимой химической реакции и может служить мерой химического сродства участвующих в ней веществ. [c.147]

Напомним, что максимальная полезная работа, совершаемая химической реакцией в стандартных условиях, равна стандартному изменению энергии Гиббса (гл. 11). Отсюда [c.209]

Важное значение последнего равенства состоит в том, что оно позволяет не только определить величину максимальной работы химической реакции, но установить ее направление. Термодинамически возможными являются процессы, приводящие к убыли химического потенциала, когда Д[х<0. Если работу самопроизвольной химической реакции считать положительной, то приходим к равенству [c.61]

Определение условий равновесия связано с нахождением максимальной работы химической реакции. Максимальная работа (А) химической реакции [c.203]

Обычно измерение электродвижущей силы производится компенсационным методом. Этот метод дает точные результаты, так как реакции в измеряемом химическом источнике тока при / О во время измерения протекают изотермически и обратимо, т. е. в условиях, дающих максимальную работу данной химической реакции. [c.64]

Отметин это обстоятельство, поставив индекс V у А. Суммарная работа, совершенная химической реакцией при ее обратимом ходе в изотермических условиях, и есть максимальная работа, равная убыли свободной энергии реагирующих веществ при постоянном объеме [c.181]

Таким образом, э. д. с. элемента характеризует максимальную полезную работу, которая может быть произведена системой при протекании в ней данной химической реакции и, соответственно, э. д. с. элемента определяется этой максимальной работой. [c.422]

Наиболее наглядный и простой хотя и не вполне строгий метод онре-деления связи между константой равновесия и максимальной работой химической реакции в газовой идеальной системе был предложен Вант-Гоффом. > [c.91]

Изучение химизма и кинетики процесса. Помощь химику-исследователю в раскрытии природы и характеристик промышленных химических реакций. Снижение числа экспериментов, необходимых для исследования процесса и установления желательных условий работы, путем максимального использования при разработке процесса вычислительных машин. [c.12]

Из проведенных расчетов видно, что источником энергии как для осуществления реакции (3) в гальваническом элементе [ А Н° 298)], находящемся в контакте с окружающей средой, так и для производства работы ( квази) является внешняя среда. Итак, только для реакции (1) часть изменения энтальпии [АгЯ°(298)] системы, которая будет наблюдаться в результате химической реакции, превращается в максимальную полезную работу [c.230]

Электрическая энергия, вырабатываемая элементом (или цепью элементов), равна полезной работе А суммарного процесса, протекающего в элементе, который мы рассматриваем как термодинамическую систему. Полезная работа Л, процесса максимальна н равна убыли изобарного потенциала системы —AG. Это изменение изобарного потенциала вызвано совокупностью электрохимических реакций на электродах, т. е. суммарной химической реакцией или другими физико-химическими процессами (растворение, выравнивание концентраций, фазовое превращение и др.), протекающими обратимо. В том случае, когда процесс является обратимым, можно, заставляя элемент работать при почти полной компенсации его э.д.с. внешней разностью потенциалов, т. е. заставляя его находиться бесконечно близко к равновесию (этому состоянию и соответствует измеренная величина ), вычислить изменение изобарного потенциала системы AG через измеренную э.д.с.. [c.527]

При работе любого химического источника тока протекает суммарная химическая реакция взаимодействия окислителя (активное вещество положительного электрода) с восстановителем (активное вещество отрицательного электрода). Максимальная электрическая работа, получаемая при работе источника тока, равна убыли изобарного потенциала для этой реакции [c.602]

Нужно отметить, что хотя исходные соотношения термодинамики остаются неизменными, их обоснование может быть дано различными способами. Так, термин максимальная работа химической реакции , некогда весьма популярный, трудно согласовать с термодинамическим понятием работа . Определенные уточнения должны быть введены в связи с переходом к международной системе единиц (СИ). Так, запись Д0° = = —RT nKp, которая была приемлемой, когда давление выражали в атмосферах, становится неверной для СИ. Это побудило автора дать современное обоснование расчетных соотношений химической термодинамики органических соединений. [c.7]

В заключение приведем примеры рассчитанных по алгоритму, приведенному в работе [18], зависимостей максимальной температуры во фронте от константы скорости химической реакции (рис. 3.6), величины адиабатического разогрева смеси (рис. 3.7) ж размера (рис. 3.8) зерна катализатора в условиях, когда величиной эффективной продольной теплопроводности по слою можно пренебречь [19]. Приведенные количественные зависимости согласуются с полученными ранее оценками. Отметим лишь влияние раЗ(Мера зерна катализатора в условиях, когда роль продольного переноса тепла пренебрежимо мала. Как видно из выражения (3.566), [c.94]

Для осуществления химической реакции (3.8) предусмотрены три параллельно работающих химических реактора (элементы 3, 4 к 5), имеющие одинаковую производительность. Критическим для ХТС считается состояние, при котором система производит менее 60% от максимально возможного (при исправной работе всех трех реакторов) выпуска продукта Е. В данной ХТС полный отказ (полное прекращение выпуска продукта Е) наступает при полном отказе либо одного из элементов /, 2, 6, 7, 8 и 9, либо при одновременном полном отказе реакторов (3, 4 и 5). [c.49]

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]

В предлагаемой работе методами качественного анализа изучается явление распространения фронта экзотермической реакции по неподвижному слою катализатора, определяются оценки основных характеристик фронта реакции максимальной температуры, скорости распространения и ширины зоны химической реакции. [c.27]

Это уравнение показывает, что работа в термодинамическом процессе может быть получена как за счет теплоты, так и за счет изменения внутренней энергии системы при соответствующих условиях. Следует указать, что для обратимого процесса является максимальной работой. Если работа получается за счет химической реакции, протекающей с изменением числа молей смеси, то максимальная работа может включать работу расширения и работу химических сил, которую определяют как химическое сродство, то есть [c.17]

Работа, производимая рабочим телом при термодинамически обратимом проведении процесса, называется максимальной, а для химической реакции ее называют химическим сродством. Если работу производит машина, в которой протекают термодинамически необратимые процессы, то она меньше работы равновесного процесса [c.94]

На рис. 6 приведены профили фильтрационной скорости V, максимальной температуры 0, степени превращения и скорости химической реакции на катализаторе в момент установления. Рост степени неравномерности V приводит к резким градиентам 0, I и по длине слоя, сосуществованию в одном слое катализатора диффузионных и кинетических режимов каталитического процесса и, как следствие, наличию горячей и холодной зон в реакторе. Естественно, это ухудшает эффективность работы реакторов с неподвижным слоем катализатора. [c.92]

Теоретические основы метода. Идея нестационарного метода проведения каталитических процессов в режиме периодического реверса реакционной смеси изложена в работах [1, 2] и уже обсуждалась в гл. 4. Она состоит в подаче в аппарат на первоначально нагретый неподвижный слой катализатора реакционной смеси с низкой температурой при периодическом изменении направления подачи на противоположное. В результате в слое образуется медленно перемещающаяся волна экзотермической химической реакции. Значительное превышение разности между максимальной и входной температурами величины адиабатического разогрева смеси прп полной или равновесной степени превращения — характерная особенность этого нестационарного процесса. [c.200]

Для квазистатического процесса полезная работа W является максимальной. В величину полезной работы, как это следует из уравнения (69.1), не входит работа раеширения еистемы. Максимальную полезную работу в химической реакции можно получить, если проводить ее квазистатически в гальваническом элементе. Величина получаемой работы будет зависеть от условий протекания реакции (см. 56). Если самопроизвольный процесс протекает при условиях 5 = onst, V = onst, то согласно уравнению (69.1) [c.223]

Принимая во внимание второе начало термодинамики, можно показать, что максимальная работа любой химической реакции всегда одна и та же, каким бы путем эта реакция ни протекала, лишь бы процесс был изотермический и обратимый. Иными словами, Л для каждого химического процесса зависит только от конечного и начального состояния системы. Если бы при переходе какой-либо системы из одного состояния в другое можно было при одном обратимом процессе совершать большую работу, чем при другом, тоже обратимом, то за счет этого удалось бы реализовать идею вечного двигателя (регре-tuum mobile) второго рода, что невозможно. [c.99]

Для процессов, протекающих при постоянном объеме. Ad = О и, следовательно, А цкс =Указанные условия постоянства объема имеют место при проведении химической реакции в ящике Вант-Гоффа. Величину полезной максимальной работы при химической реакции можно рассматривать как меру химического сродства реагирующих веществ, так как она зависит только лишь от свойства реагирующих веществ и термодинамического состояния и не зависит от пути (при Т = onst) и случайных условий течения реакции. Знак полезной максимальной работы определяет возможность и невозможность реакции, и величина ее определяет константу равновесия. За величину химического сродства принято считать максимальную полезную работу реакции, когда концентрации или парциальные давления всех компонентов реакции равны единице. Следовательно, уравнение (П-4) может быть преобразовано в уравнение [c.21]

Многие производства проектируют, имея лищь частичные сведения о рассматриваемых реакциях и используя приближенные формулы для расчета коэффициентов тепло- и массопередачи. Для того чтобы при этом гарантировать соответствующую работу данного промышленного агрегата, необходимо применять большие коэффициенты запаса. Но это приводит к чрезвычайно высоким капитальным затратам. Только получив более точные выражения, описывающие закономерности тепло- и массопередачи для оборудования заданных размеров, можно избежать излишеств. Еще более важен максимально полный сбор данных о рассматриваемых химических реакциях, в особенности о влиянии изменений условий работы на их скорость и состав продуктов. Основной тезис системотехники заключается в том, что можно так управлять работой технологического оборудования, чтобы при высокой средней производительности и низких капитальных затратах обеспечить получение продукта наилучшего качества с высокими выходами. Однако для расчета таких наивыгоднейших параметров нужно решить ряд многочисленных и трудных проблем. [c.13]

Известно, что выдающиеся термохимики—экспериментаторы XIX века Бертло и Томсен высказали принцип, по которому химические реакции самопроизвольно идут в направлении выделения теплоты. Этот принцип в общей форме неверен, что видно из существования эндотермических реакций. Неправильность указанного положения Бертло, носившего название принципа максимальной работы, была показана еще в работах Л. А. Поты-лицына (1874) и Д. И. Менделеева (1875). Однако остается справедливым положение, что при низких температурах самопроизвольно протекают главным образом процессы, идущие с выделением теплоты, т. е. принцип Бертло тем более правилен, чем ниже температура. [c.316]

Позднее, с открытием и исследованием электрической, лучистой, химТ1ческой и других форм энергии, постепенно в круг рассматриваемых термодинамикой вопросов включается и изучение этих форм энергии. Быстро расширялась и область практического применения термодинамических методов исследования. Уже не только паровая машина и процессы превращения механической энергии в теплоту исследуются на основе.законов термодинамики, но и электрические машины, холодильные машины, компрессоры, двигатели внутреннего сгорания, реактивные двигатели. Гальванические элементы, а также процессы электролиза, различные химические реакции, атмосферные явления, некоторые процессы, протекающие в растительных и животных организмах, и многие другие исследуются не только в отношении их энергетического баланса, но и в отношении возможности, направления и предела самопроизвольного протекания процесса в данных условиях. Они исследуются также в отношении установления условий равновесия, определения максимального количества полезной работы, которая может быть получена при проведении рассматриваемого процесса в тех или иных условиях, или, наоборот, минимального количества работы, которое необходимо затратить для осуществ- [c.178]

Электрический ток, протекающий по внешней цепи гальванического элемента, может производить полезную работу. Но работа, которую можно выполнить за счет энергии химической реакции, зависит от ее скорости она максимальна при бесконечно медленном— обратимом — проведении реакции (см. 67). Следовательно, работа, которую можно произвести за счет реакции, протекающей в гальваническом элементе, зависит от величины отбираемого от него тока. Если, увеличивая сопротивление внешие( цепи, уменьшать ток до бесконечно малого значения, то и скорость реакции в элементе тоже будет бесконечно малой, а работа—максимальной. Теплота, выделяемая во внутренней цепи элемента, будет при этом, наоборот, минимальна. [c.275]

Какова связь между максимально по, 10зной работой, константой равновесия, начальным давлением или концентрацией исходных веществ и продуктов реакции при постоянной температуре Вывести изотермы химической реакции, [c.266]

При обратимом протекании химической реакции в гальваническом элементе в условиях постоянства температуры и давления получаемая электрическая энергия будет наибольшей и совершаемая системой электрическая работа будет максимальной иолезной работой реакции, равной убыли изобарно-изотермического потенциала, [c.288]

Из этих данных видно, что растворы NaOH можно эффективно использовать только для экстракции меркаптанов С1-С4, которые имеют слабые кислотные свойства. Следует отметить, что найденные в работах [31, 32] величины Кр характеризуют экстракцию меркаптанов только при объемном соотношении фаз 1 1. Так как в данном случае экстракция связана с химической реакцией, протекают с образованием меркаптидов, при соотношениях углеводородной и водной фаз 100 ( 10-20) величины Кр могут быть значительно выше. По данным [31], при экстракции гексантиола максимальное значение Кр имеет место при использовании 10%-ного раствора КаОН как с понижением, так и с повышением концентрации ЫаОН Кр быстро уменьшается. Однако по другим данным [33-35], степень экстракции меркаптанов постепенно увеличивается с повышением концентрации щелочи до 30%. [c.18]

Анализ изменения температуры во времени в разных точках по длине адиабатического слоя показывает, что такое изменение имеет характерный вид 5-функции, причем максимум температуры по направлению к выходу из регенератора возрастает. Тогда при определенных условиях в центральной части адиабатического слоя в нестационарном режиме горения кокса могут возникнуть значительные динамические тепловые забросы. Такой результат и был получен в работах [146, 161], где показано, что помимо начальных условий на максимум температуры в слое сильно влияет скорость подачи газового потока. При уменьшении расхода газа (увеличении времени контакта) температура слоя из-за динамических забросов может превзойти максимальное асимптотическое значение, соответствуюшее величинам Т , х° и Механизм появления забросов, по-видимому, следующий в область высоких температур из частично регенерированных участков слоя катализатора поступает реакционная смесь с достаточно высоким содержанием кислорода, результатом чего является ускорение химической реакции и увеличение тепловыделения. Выделяющееся в горячей зоне тепло вызывает рост температурного максимума до тех пор, пока тепловые потери на нагрев соседних участков не скомпенсируют тепловыделение. По-видимому, можно реализовать такие условия выжига кокса, при которых в слое появятся так называемые горячие пятна и в результате произойдет спекание катализатора. [c.87]

В заключение полезно рассмотреть вопрос о соотношении объемов реакторов в каскаде. При прямом гидрогенолизе моносахаридов естественно было бы в первом же реакторе поддерживать максимальную температуру реакции, т. е. исключить из схемы подогреватель газо-жидкостной смеси при работе по такой схеме удается наиболее полно реализовать преимущества прямого гид-рогенолиза глюкозы — очень большую скорость химической реакции, и сократить время контакта до 20 мин (объемная скорость 3 ч 1) [35]. Это время реакции довольно близко к тому, которое достаточно при впрыскивании раствора глюкозы в автоклав, нагретый до температуры реакции, при периодическом процессе [32, 33]. [c.114]

При протекамии в электрохимическом элементе химической реакции на каждом электроде разряжается или растворяется z грамм-эквивалентов вещества, тогда согласно закону Фарадея во внешней цепи протекает zF к электричества. Если электрохимический элемент работает термодинал ически обратимо при постоянных температуре н давлении, то согласно второму началу термодинамики уменьшение изобарного потенциала равно максимальной полезной работе, которая равна электрической энергии zFE, получаемой от элемента [c.270]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология