Тепловой эффект процессов химических процессов

Тепловой эффект реакции вычисляется по закону Гесса, сформулированному еще в 1840 г. Этот закон гласит, что тепло, выделяемое или поглощаемое в химическом процессе, постоянно и не зависит от того, является ли процесс одно- или многостадийным. Таким образом, теплоту образования какого-нибудь соединения молено найти, используя данные по другим реакциям. Стандартную теплоту реакции АЯ можно вычислить по теплотам образования всех соединений, принимающих участие в реакции. Она равна разности алгебраической суммы стандартных теплот образования продуктов реакции АЯ" и алгебраической суммы стандартных теплот образования исходных веществ ДЯ [c.28]

Раздел химической термодинамики, изучающий тепловые эффекты химических реакций, называется термохимией. При этом в термохимии, как правило, рассматриваются лишь тепловые эффекты, измеренные при постоянном объеме (тогда Qv=AU) или постоянном давлении (тогда Qp=ДЯ). Следствием этого является основной закон термохимии, сформулированный в 1840 г. Г. И. Гессом как закон постоянства сумм теплот Когда образуется какое-либо химическое соединение, то при этом всегда выделяется одно и то же количество тепла независимо от того, происходит ли образование этого соединения непосредственно или же косвенным путем и в несколько приемов В современной формулировке этот закон гласит, что тепловой эффект процесса Qv= U или зависит только от пути перехода из одного состояния в другое. [c.164]

Тепловые эффекты физико-химических процессов, изменение теплофизических свойств материала и теплоносителя можно представить суммой источников тепла, одни [c.222]

Дело в том, что избыточное количество оптического отбеливающего вещества может вызвать нежелательную окраску. Оптические отбеливающие вещества дают высокую белизну при очень низких концентрациях, но при накапливании их на ткани отбеливающий эффект пропадает и ткань окрашивается в светлые цвета (розовый, зеленоватый, голубоватый и др.) за счет собственного цвета отбеливателя , являющегося в данном случае прямым красителем. Обладая высокой прочностью к стирке и сильным химическим сродством, оптический отбеливатель от стирки к стирке будет накапливаться на бельевой ткани и даст в конце концов нежелательную окраску. Поэтому химическое сродство и стойкость к стирке должны быть согласованы так, чтобы после многократной обработки создавалось определенное равновесие между удаляемым количеством оптического отбеливающего вещества и количеством его, наносимым на волокно в процессе стирки белья. Оптические отбеливающие вещества, применяемые при стирке белья, должны быть стойки к синтетическим моющим средствам, щелочи, перекиси водорода, к теплу и нагреву в процессах стирки, сушки и глажения. [c.205]

Другая важная задача, возникающая в промышленности синтетического каучука, -это необходимость эффективного отвода из полимеризатора значительного количества тепла, выделяющегося в результате химической реакции. Проведение процессов химического превращения с тепловым эффектом в промышленности часто требует поддержания температуры реактора в строго [c.81]

Выделение или поглощение тепла в процессе химического превращения продолжается до тех пор, пока существует отклонение химической системы от равновесия, которое характеризуется нулевым производством энтропии. Полная диаграмма химической системы должна топологически отражать связь производства энтропии с необратимыми процессами собственно химических превращений и тепловыделений (теплопоглощений). Зависимость теплового эффекта реакции АН от степени ее удаления от равновесия В характеризуется соотношением [c.137]

По второму закону термохимии, открытому русским академиком Г. И. Г е с с о м (1836 г.), количество тепла, выделяющегося при химическом процессе, не зависит от того, протекает ли процесс в одну или несколько стадий при соблюдении постоянства объемов и давления). Следовательно, для рассматриваемого случая С = + Сг- Имея в виду, что для отдельных стадий тепловой эффект может быть отрицателен, в общем случае можно сформулировать следующее полом ение. Алгебраическая сум ма тепловых эффектов химического процесса, протекающего е несколько стадий, равна тепловому эффекту того же процесса совершающегося в одну стадию. [c.65]

Из других способов определения теплового эффекта процессов химического превращения нефтяного сырья следует остановиться на составлении тепловых балансов промышленных реакторов. Если известен материальный баланс реактора и его точные режимные данные, можно, составив тепловой баланс аппарата, определить тепловой эффект по алгебраической разности между приходом и расходом тепла. Для получения более точных результатов необходимо учитывать потери тепла в окружающую среду. [c.20]

Тем не менее в большинстве случаев природу явления можно тан ить, исследовав величину теплового эффекта процесса. При уменьшении свободной поверхностной энергии в процессе адсорбции выделяется теплота адсорбции . Очевидно, что в процессе хемосорбции выделяется значительно большее количество тепла, чем в процессе физической адсорбции. В первом случае теплота адсорбции по порядку величины близка к теплоте химических реакций, во втором — к теплоте конденсации. Существуют и другие, менее общие признаки различия, например характер изотерм, кинетика процесса, его обратимость и др. [c.106]

Химические процессы всегда сопровождаются выделением или поглощением тепла. Тепловой эффект процесса химического превращения вещества в некоторых случаях может вызвать заметное изменение температуры реакционного объема аппарата. Это изменение будет влиять на условия равновесия химического процесса (равновесный выход), скорость процесса, степень превращения вещества и состав продуктов реакции. [c.14]

В нефтепереработке основная масса процессов сопровождается многочисленными химическими реакциями, протекающими с выделением или поглощением тепла. Тепловой эффект процесса слагается из теплот этих реакций. Для технологических расчетов реакционных устройств тепловые, эффекты процессов переработки нефти и газа либо рассчитывают по закону Гесса либо определяют путем обследования реакционных устройств промышленных установок. Последний метод более точен. [c.78]

Выбор схем для промышленного осуш,ествления химических превраш,ений углеводородных смесей в значительной степени зависит от величины и знака тепловых эффектов реакций. Для разработки способов технологического управления процессами и конструирования реакторных устройств необходимо знать не только суммарные тепловые эффекты, но и изменения количеств выделяемого или поглощаемого тепла по мере углубления процесса. [c.170]

Под эффективностью перемешивания понимают технологический эффект процесса перемешивания, характеризующий качество проведения процесса. В зависимости от назначения перемешивания эту характеристику выражают различным образом. Так, при получении суспензии или эмульсии эффективность характеризуется равномерностью распределения дисперсной фазы, при протекании химических процессов — степенью превращения или расходом реагента, а при интенсификации тепловых или массообменных процессов — отношением коэффициентов тепло- и массоотдачи при перемешивании и без него. [c.443]

Простейшим типом реактора является пустотелый цилиндрический аппарат, в котором реакция протекает в адиабатических условиях без использования катализатора или с небольшим его количеством, поступающим в реактор вместе с исходным сырьем в виде суспензии, эмульсии или в газовой фазе. Такие реакционные аппараты используются для химических процессов, при осуществлении которых допустимо изменение (повышение или понижение) температуры в зоне реакции, обусловливаемое тепловым эффектом реакции (изотермической или эндотермической), без теплообмена с внешней средой (потерями тепла пренебрегаем). Подобные условия имеют место при малом тепловом эффекте реакции и при сравнительно небольшой глубине превращения, когда температура также мало изменяется или когда наблюдаемое изменение температуры не приводит к значительному изменению скорости основной реакции и усилению побочных нежелательных реакций. [c.631]

В автогенных и топливных печах-теплогенераторах эффект теплогенерации зависит от того, в каком виде подводится окислитель в зону технологического процесса — в виде воздуха, кислорода или окислов. Таким образом, для реализации химической энергии сырьевых материалов или топлива в зоне технологического процесса в нее должна быть введена определенная масса окислителей, и поэтому определяющим процессом, обеспечивающим возникновение тепла в зоне, является процесс поступления определенной массы кислорода в том или ином виде. Такой режим работы печей естественно называть массообменным. Режим работы печей, в которых генерация тепла в зоне зависит от подвода или наведения электрического тока, будем называть электрическим. [c.44]

Независимость теплового эффекта процесса от пути его протекания была установлена опытным путем русским академиком Г. И. Гессом в 1836 г. Математическая формулировка закона Г есса, иногда называемого законом постоянства сумм тепла, выражается уравнениями (И, 8) и (11,15) при дополнительном условии 71 = Гг (в силу чего тепловые эффекты химических реакций можно было бы назвать скрытыми ). [c.39]

Закон Гесса (1840), или закон постоянства сумм тепла, гласит Суммарный тепловой эффект химического процесса не зависит от того, велся ли процесс в одну фазу или же через несколько промежуточных фаз, а зависит только от начального и конечного состояния данной системы. [c.11]

QT — количество тепла, передаваемого в процессе теплообмена. Qr — суммарный тепловой эффект сложной химической реакции. v qt — интенсивность источника 1-го вещества в потоке. <7т интенсивность источника тепла в потоке. SB — площадь сечения зоны вытеснения в аппарате. 5С — затраты на сырье в процессе производства. 5Т — переменные расходы в процессе производства. Sn — постоянные расходы в процессе производства. s — стоимость сырья. 5Пр — себестоимость продукции. SOT — стоимость отходов производства. 5Ц — цена продукции. Т — температура. [c.11]

Изучение тепловых эффектов химических процессов показало, что экзотермические реакции, особенно сопровождающиеся значительным выделением тепла, протекают самопроизвольно и часто весьма бурно. Более спокойно, но [c.81]

Наиболее эффективным способом травления в случае образования больших, плотных и клейких окалин является использование расплавленных солей (едкого натра или гидрида натрия ЫаН). Химическое воздействие на окалину расплавленной соли сочетается с нарушением сплошности окалины за счет различия коэффициентов линейного расширения окалины и основного металла под действием тепла при погружении изделия в ванну с расплавленным раствором. Этот метод травления находит все более широкое применение и дает наибольший эффект при сведении процессов удаления окалины и термообработки в одну операцию. Однако при этом требуются специальное оборудование и квалифицированные рабочие. Процесс является дорогостоящим и опасным. Кроме того, его нельзя применять в том случае, если воздействие высоких температур неблагоприятно скажется на механических свойствах металла, с которого удаляется окалина. Что касается химической очистки, то электрохимическое воздействие (анодная либо катодная поляризация) или использование ультразвука может улучшить действие травления. [c.60]

До сих пор предметом рассмотрения являлись изотермические химические процессы, в которых температура во всем объеме их протекания одинакова. Химические реакции сопровождаются выделением или поглощением тепла, что может привести к изменению температуры в месте протекания реакции и, соответственно, изменению скорости превращения. Этот эффект проявляется в гетерогенном химическом процессе, в котором в результате переноса вещества к месту протекания реакции ее тепловой эффект приводит к возникновению градиента температуры и явлений переноса тепла в объеме процесса. [c.147]

Выражение ф(т) по (8.30) должно быть наложено на кинетическую характеристику Щх) рассчитываемого процесса (химическое превращение, тепло- L н массообмен) для определения его результирующего эффекта в соответствии с формулой (8.8) [c.661]

Второй закон термохимии сформулироваи русским ученым Г. Г. Гессом (1840) и называется законом постоянства сумм тепла. Этот закон гласит суммарный тепловой эффект данного химического процесса не зависит от того, велся ли процесс в одну фазу или же через произвольное количество промежуточных фаз. [c.287]

В практике термографических исследований нередко можно встретить фазовые превращения, сопровождающиеся выделением тепла, причем никаких химических процессов одновременно не протекает. Процессы, протекающие с выделением тепла ггри нагревании вещества, можно объяснить тем, что система находится в метастабильном равновесии и содержит избыточную энергию, выделяющуюся в тот момент, когда устойчивость ме-тастабильного равновесия нарушается. Естественно, что переход из неравновесной формы в равновесную долн1ен быть необратимым, а следовательно, на таких кривых охлаждения никогда не может наблюдаться эффект с противоположным знаком, т. е. с поглощением тепла. [c.117]

Особенность совмещенных процессов состоит в том, что, помимо фазового равновесия, необходимо рассматривать и химическое равновесие. А это значит, что необходимо исследовать кинетику возможных химических реакций в условиях, создаваемых при ректификации. Следует заметить, что при медленных химических реакциях и при низких тепловых эффектах процесс практически не отличается от обычной ректификации. Имеющееся отличие будет сказываться лишь при большом времени пребывания реагентов и проявляться в накоплении продуктов побочных реакций в продуктах разделения. При наличии же больших тепловых эффектов и скоростей реакций могут быть совершенно неожиданные результаты. Так, при экзотермической реакции с большим тепловым эффектом возможно полное испарение потока жидкости в зоне реакции и, наоборот, при эндотермической — захолаживание жидкости и конденсация парового потока. Поэтому при попытке совмещения ректификации и реакции важнейшей задачей является обеспечение условий нормального функционирования процесса, т. е. его устойчивости и управляемости. Отсюда следует, что хеморектификация протекает в более жестких границах изменения основных технологических параметров. Выход за допустимые границы (например, по теплоотводу) может привести к взрыву в случае сильно экзотермической реакции и останову процесса массообмена между потоками пара и жидкости в случае эндотермической реакции. Интересным моментом является то, что возникает проблема рационального использования выделяемого тепла внутри схемы, например, на образование парового потока с целью снижения энергетических затрат на ведение процесса. [c.365]

S моль вещества S при условии, что система характеризуется одинаковыми температурой и давлением в начале процесса и после завершения реакции. При этом надо помнить, что тепловой эффект химической реакции для р = onst равен убыли тепла реакции (энтальпии химической системы) [c.206]

Вторичными энергоресурсами (ВЭР) называется энергетический потенциал конечных, побочных и промежуточных продуктов и отходов химического производства, используемый для энергоснабжения агрегатов и установок. К ВЭР относятся тепловые эффекты экзотермических реакций, теплосодержание отходящих продуктов процесса, а также потенциальная энергия сжатых газов и жидкостей. Наибольшими ВЭР (главным образом, в форме тепла) располагают предприятия химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, металлургии, промышленности строительных материгшов, газовой промышленности, тяжелого машиностроения и некоторых других отраслей народного хозяйства. [c.60]

Моделирование взаимосвязанных процессов тепло- массопереноса в химических реакторах осложняется тем, что физико-химические и кинетические характеристики сред, включая константу скорости химической реакции, зависят от температуры. Однако сопоставление характерных масштабов переноса тепла и вещества в нестационарных условиях, определяемых в рамках модели обновления поверхности, позволяет существенно упростить задачу [12,13]. Характерные значения коэффициентов температурощзоводности жидкостей щ)имерно на два порядка превосходят характерные значения коэффициентов молекулярной диффузии. Поэтому глубина проникновения тепла за промежуток времени, в течение которого элемент жидкости находится у границы ра.здела фаз, значительно превосходит глубину проникновения вещества. Это обстоятельство позволяе г при выводе выражений для источников субсташщй брать значения константы скорости реакции, коэффициента распределения и массоотдачи при температуре на границе раздела фаз. В свою очередь, эту температуру можно определить, записывая закон сохранения тепла в предположении о том, что источник, создающий дополнительный тепловой поток за счет теплового эффекта химической реакции, находится на границе. [c.81]

Растворение различных веществ в воде сопровождается выделением или поглощением тепла. В общем случае растворение есть сложный физико-химический процесс, тепловой эффект которого Р раств. алгебраически складывается из теплоты сольватации Рс (экзотермический процесс), теплоты, затрачиваемой на разрушение кристаллической решетки Рразр. или на испарение (если растворяется жидкость в жидкости), и теплоты, затрачиваемой на распределение сольватированных частиц по всему раствору Рдифф. Так как энергия Рдифф. обычно мала, то ею можно пренебречь. Тогда [c.35]

Таким образом, тепловой эффект представляет собой изменение общей энергии системы, и поскольку U я Н являются функциями состояния системы, изменение которых зависит не от пути процесса, а лишь от начального и конечного состояний, то тепловой эффект реакции как при р = onst, так и при К= onst не зависит от того, протекают ли эти реакции в одну или несколько стадий, т. е. тоже не зависит от пути процесса, а определяется начальным и конечным состояниями системы (закон Гесса — следствие первого закона термодинамики). Иначе говоря, количество тепла, выделяющегося или поглощаемого при химических процессах, зависит только от начального и конечного состояний системы тел, участвовавших в этих процессах. [c.228]

КАЛОРИМЕТРИЯ (лат. alor — тепло + meireo — измеряю) — совокупность методов измерения количества теплоты, выделяемого или поглощаемого в результате различных физических или химических процессов. Методы К. применяют для определения теплоемкости, тепловых эффектов химических реакций, растворения, смачивания, абсорбции, радиоактивного распада, теплотворной способности топлива и др. Данные К. имеют большое практическое значение для составления тепловых балансов, их широко используют в химии, химической технологии, металлургии, теплотехнике и т. п. Количество теплоты, выделяемое или поглощаемое в том или ином процессе, измеряют специальным прибором — калориметром. [c.116]

Прп обосновании вида топлива для топочной камеры была показана целесообразность сжигания в ней части кокса, подвергаемого облагораживанию, В зависимости от гидродинамических и температурных условий работы топочной камеры в продуктах сгорания кокса в широких пределах может изменяться соотношение окислов углерода СО СОг, а следовательно, и тепловой эффект процесса горетгия Qp. Известно, что Qp резекции С+О2— СОг составляет 8200 ккал/кг углерода, а реакции С- -1/202—>-00 — всего 2350 ккал/кг. Поэтому степень полноты сгорания топлива (т. е. максимального использования потенциального тепла сжигаемого кокса) и утилизации физического и химического тепла дымовых газов обусловливает технико-экономические показатели облагораживания коксов. Степень использования потенциального тепла сжигаемого кокса зависит, главным образом, от природы исходного кокса, содержания в нем зольных компонентов и серы, а также от условий облагораживания. Ранее было показано, что температура в зоне реакции при облагораживания малосернистых и сернистых коксов существенно различается. Поэтому и глубина проте- [c.237]

В работе [5] анализируется механизм тепло - и массопередачи и контактного течения газ - жидкость на тарелках с волнообразными отбойниками. Применение этого типа тарелок для разделения системы вода -метанол показала, что они высокопроизводительные, работают со сниженным флегмовым соотношением, с низким перепадом давления, с низким энергопотреблением и высоким экономическим эффектом, позволяющие легко контролировать работу колонны. Данный тип тарелок может бьггь использован во многих химических процессах. [c.47]

Результирующий эффект ХТП зависит от характера распределения элементов потока по времени пребывания в РЗ. При ИВ все элементы потока будут обработаны одинаково, так как Хив = idem. При ИП (или в промежуточных случаях, в том числе и в больщинстве реальных систем) степень обработки разных элементов потока будет разной из-за различий в их времени пребывания т в РЗ. Предстоит выяснить, что лучше для ХТП (тепло- или массообмена, химической реакции) — ИВ или ИП, в каком случае выше эффективность процесса. [c.612]