Реакции вычисление максимальных работ

При постоянной температуре максимальная работа, произведенная в результате самопроизвольной прямой или обратной реакции, зависит от разницы концентраций исходных веществ и продуктов реакции и от константы химического равновесия. Исходные концентрации в реакционной смеси задаются произвольно и, следовательно, известны. По ним с помощью закона действующих масс могут быть найдены равновесные концентрации и выход целевого продукта реакции. Вычисление максимальной работы через концентрации реагирующих веществ или, наоборот, определение положения равновесия по известной величине А тах = —AG при различных температурах и давлениях составляют две главные задачи в термодинамике химических равновесий. [c.131]

Таким образом, химическая система тем более работоспособна и, следовательно, реакционная способность веществ будет тем большей, чем менее равновесна реакционная смесь. Для вычисления максимальной работы химической реакции (и химического сродства реагирующих веществ) Вант-Гофф вывел соотношения, получившие названия уравнений изотермы химической реакции [c.161]

Реакции, развивающиеся в неконденсированной фазе, т. е. газовые реакции, имеют очень больщое значение, поэтому вычислению максимальной работы этих реакций уделено много внимания. [c.164]

Чтобы получить рациональные уравнения для вычисления максимальной работы химической реакции, протекающей в неконденсированной фазе, нужно дать несколько иное доказательство того, что константа интегрирования в уравнении максимальной работы химической реакции, развивающейся в конденсированной фазе, равна нулю. [c.164]

Вычисление максимальной полезной работы реакции Уравнение изотермы реакции Вант-Гоффа [c.25]

ВЫЧИСЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОЙ ПОЛЕЗНОЙ РАБОТЫ РЕАКЦИИ Лтах. УРАВНЕНИЕ ИЗОТЕРМЫ РЕАКЦИИ ВАНТ-ГОФФА [c.29]

Бертло опубликовал более двухсот работ по термохимии (см. [141, стр. 139]). Во втором томе его Термохимических исследований [152] собран огромный фактический материал по теплотам горения органических веществ. Он стремился дать химикам термохимические данные измерений, которые с точки зрения его учения (принципа максимальной работы) были пригодны для вычисления направления реакции [141, стр. 146]. Для объяснения эмпирического характера исследований Бертло можно привести слова Бутлерова Главнейшая попытка обобщить факты, относящиеся к теплоте горения веществ, принадлежит, как известно, Бертло—ученому, который вовсе не признает научного значения взглядов на строение (конституцию) веществ [164]. [c.242]

Хотя химики и инженеры и интересуются иногда вычислениями максимального количества полезной работы, получаемой при реакциях в гальванических элементах, или минимальным количеством энергии, требуемым для осуществления процесса в определенном гальваническом элементе, но, главное применение данных об изменениях свободной энергии состоит в вычислении констант равновесия К с помощью уравнения [c.11]

При использовании UOo с большой реакционной способностью без труда удавалось получить производительность 1,5—1,9 кг/ч на 1 л слоя. Продукт содержал больше 95% UF.j. При этом расходовалось 10% избытка фтористого водорода и поддерживалась максимальная температура 454 С. Постоянные скорости реакции, вычисленные из экспериментов с кипящим слоем во время непрерывной работы производственной установки, совпали с предсказанными по данным лабораторных термогравиметрических исследований. [c.252]

Инженер Шокин приводит (работа не напечатана) следующие данные по взаимозависимости концентрации газа, процента контактирования и количества катализатора, выведенные им для ванадиевого катализатора изготовления московской каталитической мастерской. Расчет сделан на основании кинетики реакции, вычисленных из экспериментальных данных констант скорости реакции, построения изотерм и кривой максимальных скоростей для различных температур, с учетом теплоты реакций и с поправкой на потерю тепла лучеиспусканием. [c.111]

Такова максимальная работа рассматриваемой нами реакции в газовой фазе. Для подведения баланса всего процесса, т. е. для вычисления сродства реакции, протекающей в конденсированных фазах, помимо рассмотренной нами работы процесса, идущего между парами вещества, необходимо подсчитать еще работы испарения и конденсации (пп. 1 и 3). [c.209]

Подробно процедура динамического изучения реакции столкновения атом-двухатомная молекула методом классических траекторий изложена в работе [299] на примере расчета реакции обмена Н- -Н2, характеризующейся отличной от нуля энергией активации. В работе детально описан выбор системы координат, в которой происходит расчет классических траекторий. Выбор начальных условий для расчета траекторий организован так, чтобы в максимальной степени воспроизвести квантовые состояния реагентов. Приведены уравнения, устанавливающие связь между начальными и конечными квантовыми состояниями системы и классическими переменными. При исследовании динамики отдельных траекторий получается кинетическая информация различной степени детальности. На первом этапе определяется вероятность реакции и через нее полное сечение реакции как функции начальных состояний реагентов и конечных состояний продуктов. Затем вычисляется константа скорости реакции как интеграл от полного сечения реакции при определенном распределении начальных состояний реагентов. Для вычисления термической константы скорости используется максвелловское распределение по скоростям молекул и больцмановское распределение по внутренним состояниям. Очевидно, что такой подход может быть применен для вычисления констант скорости в нетермических условиях, т.е. при различных температурах, соответствующих различным степеням свободы, и при отклонениях от максвелл-больцмановского распределения. Это позволяет, в частности, моделировать методами классических траекторий неравновесную кинетику процессов в плазмохимических системах, газовых лазерах и в верхних слоях атмосферы. [c.57]

Подпрограмма КАРКАС предназначена для построения всех каркасов заданного графа реакции и вычисления концентрации промежуточных веществ. Входными данными для программы является граф реакции, задаваемый перечислением дуг с указанием весов, причем весом является десятичное число. Максимальное число вершин в графе — 50, число дуг— 256. Язык программы состоит из следующих директив К ь)—построение каркасов с корнем в г-й вершине, О — построение каркасов для всех вершин, О (г)—вычисление корневого определителя /). , С — вычисление определителя О, т. е. суммы всех Д, Х(г)—вычисление концентрации -го вещества, П(11,. .., й) —печать каркасов для вершин с номерами 1,. .., ь, Я — ввод нового графа, КНЦ — конец работы с программой. [c.138]

Иначе обстоит дело с энергией упругих микроискажений кристаллической решетки, вызванных пластической деформацией тела. Накопленная в результате пластической деформации кристалла энергия упругих искажений решетки превращается в тепло при нагреве выше температуры рекристаллизации и оценивается калориметрическим методом [16]. Количество отведенной теплоты равно изменению энтальпии, так как процесс протекает в изобарных условиях. Поскольку химические реакции обычно идут также в изобарных условиях, термодинамической функцией (мерой максимальной полезной работы химической реакции) здесь является свободная энтальпия — изобарно-изотермический потенциал (термодинамический потенциал). Так как энтропийный член в данном случае пренебрежимо мал, деформационный сдвиг равновесного потенциала может быть вычислен по величине изменения энтальпии, запасенной вследствие пластической деформации тела. [c.24]

Вант-Гофф, независимо от Гиббса, предлагает мерой химического сродства максимальную полезную работу реакции, которая получается при обратимом ходе реакции, и создает способ вычисления сродства, [c.370]

Однако Нернст (1906) показал, что косвенным путем его теорема может дать важные заключения о величине onst, газовых реакций это открывает пугь к вычислению констант равновесия таких реакций для любых температур. Прием, предложенный Нернстом, заключается в том, что вычисление максимальной работы А реакции между газами производится косвенным путем через кон-денсироваигюе состояние. [c.365]

Таблица для вычисления максимальных работ Л —Qo реакций в конденсированных системах при = onst по формуле Дебая [c.522]

Из этого уравнения следует, что для вычисления А необходимо знать зависимость Р от температуры и постоянную интегрирования. Эта неопределенность была устранена третьим- законом термодинамики (тепловая теорема), согласно которому кривые для Л и О, вычисленные из последнего уравнения, ассимптотически сливаются около абсолютного нуля. Отсюда следует, что для вычисления максимальной работы достаточно знать тепловой эффект реакции при температуре, близкой к абсолютному нулю. [c.15]

Добавка окиси азота к смеси нормального бутана и окиси этилена вызывала резкое снижение скорости крекинга. При концентрации окиси азота, равной 7 см, скорость крекинга бутана уменьшилась в 5 раз. Окись азота, однако, не в состоянии была полностью затормозить ценные реакции. При максимальном торможении реакции крекинга бутана окисью азота вычисленная длина цени составляла все же 1,5. На основанип своей работы авторы приходят к выводу, что нормальное разложение бутана происходит с помощью большого количества коротких цепей. Добавка окиси азота только уменьшает длину цепей, не уничтожая их полностью. [c.38]

Если макспмалы[ая работа, вычисленная ио уравнению (VI,26) или (VI,27), положительна, то реакция может совершаться самопроизвольно в прямом направлении. Состояние равновесия является пределом протекания реакции, при этих условиях Wp = 0 или И у = 0. Если максимальная работа имеет отрицательное значение, то реакция в данных условиях может протекать самопроизвольно только в обратном направлении. При =0 А0 = 0, следовательно, АО = —ЯПпК. [c.194]

Если цепь целиком поместить в калориметр и замкнуть накоротко проволокой, находящейся в том же калориметре, то вся работа химической реакции (за вычетом работы расширения, которой мы будем ввиду ее малой величины пренебрегать) обратится в теплоту, количество которой равно тепловому эффекту+ 4 120 кал (на каждый прореагировавший моль КС1). Часть этой теплоты может быть превращена в полезную работу, Б данном случае — в электрическую энергию, максимальное количество которой при 18° Л = 0,1284 23 050 = + 2 960 кал. Эта свободная энергия выделяется в виде джаулева тепла в проволоке, замыкающей цепь. Действительно, если эту проволоку поместить в отдельный калориметр, то она даст в нем теплоту в+ 2 960 кал. Можно было бы однако эту свободную энергию превратить не в джаулево тепло, а например в полезную работу вращения электродвигателя. Остаток энергии 4120 — 2960= +1 160 кал ни при каких условиях не может быть превращен в работу и остается в виде теплоты, выделяемой самой цепью в том калориметре, в котором она находится. Этот остаток представляет собой связанную энергию G и может быть вычислен из dE [c.350]

Кроме вычисления констант равновесия и максимальной работы с помощью уравнений изобары и изотермы реакции, существует метод расчета, основанный на определении изобарного (или изохор- [c.134]

Основными способами определения максимальной работы реакции w и, следовательно,изменения термодинамических потенциалов AZiiAF являются вычисления их по константе равновесия с использованием уравнения изотермы реакции и из измерений электродвижущей силы соответствующего гальванического элемента (см. главу XI). [c.98]

Наиболее тщательный опыт, который был сделан на этой модели проводимости для теплового взрыва, можно найти в работе Ванпэ [14] по взрыву смесей HjO + О2. Он применил калиброванную нить из 10%-ного сплава Rh — Pt диаметром 20 мк (помещенную в кварцевую муфту диаметром 50 мк), подвешенную в центре цилиндрического сосуда для того, чтобы непосредственно измерить температуру реакции в течение периода индукции, предшествующего взрыву. Благодаря использованию Не и Аг в качестве инертных газов и сосудов различного диаметра ему удалось проверить зависимость критических взрывных пределов от размера сосуда и теплопроводности газовой смеси. Кроме того, Ванпэ смог проверить максимальную предварительно вычисленную температуру в центре сосуда вплоть до взрыва, а также значение 0 2 [см. уравнение (XIV.3.12)] (критический взрывной параметр для цилиндрических сосудов). Наконец, с помощью высокоскоростной фоторегистрации он непосредственно показал, что взрывы в этой системе начинаются в центре, в наиболее горячей области , и распространяются к стенкам. [c.381]

Для реакции Ag + /2 l2 = Ag l вычислите теплоту обратимого процесса. Сведя данные справочника и результаты вычислений в таблицу, покажите, что AG и АН не зависят от пути процесса, а работа W и количество выделяющейся теплоты Q зависят. Максимальная полезная работа W — 109804,9 Дж/моль = 109,805 кДж/моль. [c.82]

N, М, ML, NTM, МР, Н, ЕР8, ГАГ в формате (513, ЗЕ8.1). Дпя рассматриваемого примера перфокарта исходных данных имеет вид 0080080050040211.00Е-101.00Е-023000.000. Число компонент N = = 8, число реакций М = 8. Л /. целесообразно выбирать так, чтобы ЭВМ оперировала со значениями концентраций порядка единицьк В процессе решения истинные значения концентраций умножаются на 10 , поэтому следует взять ми =5. Число точек, в которых необходимо печатать решения, NTM = 4. Так как при аналитическом вычислении якобиана режим работы программы обеспечивает максимальное быстродействие, то МР = 21. Начальный шаг Н следует выбирать малым по сравнению с характерными временами происходящих процессов, Н = 10 ° удовлетворяет этому [c.239]

Исследование термической стабильности четырехокиси азота (см. параграф 5 гл. И) показало, что необратимое разложение ограничивает использование N2O4 в качестве теплоносителя и рабочего тела АЭС областью температур 7 900 °К. Максимальное давление цикла АЭС с N2O4 может быть выбрано в области давлений Р 200 атм [405]. При температуре 7 =900°К и давлении Я = 200 атм, как следует из данных работ [393, 394], время релаксации г реакции (4.1) имеет величину порядка 10 сек. В этой области параметров устойчивое вычисление при использовании метода Рунге — Кутта будет достигаться при шаге Ai lo сек. С понижением температуры и давления значение т повышается. Так, например, при 7 = 500 °К и Р=1 ат.н время релаксации процесса (4.1) составляет около 10 сек. Аналогичным образом возрастает и шаг интегрирования. [c.153]

Сотрудниками ВНИИОС разработана и используется для различного рода расчетов аналогичная, хотя и несколько меньшая, модель пиролиза углеводородов Терасуг . Модель включает 650 реакций и 77 молекулярных веществ и 72 радикала (некоторые из этих реакций даны в Приложении 1). Строго говоря, для каждого взаимодействия должны быть записаны прямая и обратная реакции. Однако, когда константа равновесия сильно сдвинута вправо, обратную реакцию в модель не включали. Некоторые значения аррениусовских параметров элементарных реакций были взяты из литературы [56, 57, 59, 93, 96], другие — рассчитаны с помощью полуэмпирических методов [56, 60, 84, 100], а для части обратных реакций— на основе термодинамических данных и параметров прямой реакции. Некоторые параметры были получены при расчете по модели и сравнении их с экспериментальными данными. Метод решения системы дифференциальных уравнений, описывающей изменение концентрации каждого компонента, приведен в работе [90]. Вычисление по рекурентному соотношению ведется вначале для радикалов в порядке уменьшения их активности (Н, СеН-д, НО , СН з и т. д.), а затем для молекулярных веществ. Метод был проверен иа жесткой системе из трех уравнений [99]. Максимальное расхождение с точным решением не превышало 2% при шаге интегрирования 0,002 с и конечном времени 1 с. Ошибки при определении выходов продуктов пиролиза редко бывают меньше 3—5% (отн.) по основным компонентам. [c.33]

На рис. 10 представлен спектр метилкаприлата. Этот спектр иллюстрирует одно ранее упомянутое затруднение (разд. V), касающееся использования пика М- - для определения молекулярной формулы. Измеренное значение для пика М- - равно 12,9%, а вычисленное значение (приложение А)—10%. Измеренное значение завыщено из-за ион-молекулярной реакции, которая происходит при работе с большими количествами образца, необходимыми для обнаружения слабого пика молекулярного иона. Предполагается, что этот спектр записывается на регистрирующем устройстве с пятишлейфовым гальванометром таким образом, пик М + 1 может быть точно измерен, несмотря на то, что его интенсивность только 0,11% интенсивности максимального пика. Точность измерения пика М-)-2 имеет решающее значение. [c.70]

Из неравенств (VI. 223), (VI. 224) видно, что опасность возникновения неустойчивости режима процесса тем выше, чем больше тепловой эффект реакции и ее энергия активации или чем ниже ее порядок. Стабилизация рел<има достигается при уменьшении времени контакта 5 или увеличении у, что, согласно (VI. 207), может быть достигнуто главным образом путем увеличения поверхности теплообмена. Исходя из заданных или найденных оптимальным расчетом действующих температуры и концентрации исходного вещества (которые определяют величины г и Гс) И среднего времени контакта 5, можно вычислить минимально допустимое значение 7, при котором неравенства (VI. 223), (VI. 224) еще выполняются и, следовательно, реактор работает в устойчивом режиме. В свою очередь, вычисленная таким образом величина у определяет, согласно (VI.207), минимально допустимую удельную поверхность тецлообмена а=а (уур — V/)- Так как для поддержания заданного температурного режима процесса необходимо отводить от реактора строго определенное количество тепла Q, то, зная минимальную величину о, можно также найти максимально допустимую разность температур реагирующей смеси и теплоносителя [c.293]

Обычно численное решение задачи Коти проводится методом Рунге — Кутта. В процессе нашей работы выяснилось, что можно почти в 2 раза сократить объем вычислений, не теряя при этом точности, если для решения задачи Коши использовать алгоритм, предложенный недавно Фелбергдм [196]. Для ускорения расчетов выбирали шаг, который обеспечивал выполнение балансовых уравнений с точностью до 2%. Значение времени, соответствующее такому шагу, зависело от конкретных значений констант и участка кинетической кривой. Естественно, что минимальный шаг был принят на начальном участке, но и при больших временах реакции максимальная величина шага не превышала 0,1 часа. [c.146]

Приняв, что скорость нитрования и электронная плотность о- и я-ориентирующих мояозамеш,енных соединений бензола максимальны соответственно в о- и п-положениях по отношению к реакционному центру исследуемых молекул, Ри и Эйринг определили дипольные моменты монозамеш енных бензолов, основываясь на результатах измерения количеств изомерных продуктов нитрования. Найденные авторами таким образом величины дипольных моментов совпали с величинами, наблюдаемых (дипольных.— В. К.) моментов , что позволило Ри и Эйрингу затем провести обратную операцию — вычисление скоростей нитрования из экспериментальных величин дипольных моментов исходных реагентов. Хотя авторы увидели в своей работе лишь метод расчета зарядов атомов в молекулах [там же], их статья явилась фактически первой попыткой применения не общих положений, а кинетического уравнения теории абсолютных скоростей реакций к конкретному случаю определения строения органических молекул. Однако для проведения подобных расчетов Ри и Эйринг сделали важное допущение они считали, что изменение свободной энергии при -активации системы бензол — нитрующий реагент, обусловленное введением заместителей, должно рассматриваться как результат проявления лишь чисто кулоновского взаимодействия атомов в молекуле. Отсюда вытекает возможность индуцирования заместителем зарядов на углеродных атомах бензольного кольца, причем в зависимости от природы заместителя заряды на орто- и пара- или на мета-ато-мах углерода будут больше, чем на остальных атомах. Взаимодействие нитрующего агента и реакционного центра замещенной молекулы также электростатическое. [c.114]

Отсюда следует, что водородно-кислородный топливный элемент даже в идеальном обратимом случае не может полностью превратить химическую энергию в электрическую и что для получения максимальных э. д. с. и к. п. д. он должен работать при возможно более низкой температуре. Это желательно также и с технической точки зрения. Табл. 2.1, составленная по работам Кетела-ара [26] и Бройерса [27], содержит данные о стандартной э. д. с. Е(в) при р = 1 атм и об идеальном к. п. д. газовых реакций, рассматриваемых в топливных элементах. Эти данные с большой точностью были рассчитаны по термодинамическим характеристикам газов, вычисленным Юсти [28] из спектров. С ростом давления э. д. с. [c.31]

Анализ моделей промежуточного смешения трех типов проводился на примере аддитивной полимеризации без обрыва, рассмотренной ранее для крайних режимов смешения в работах [33, 34]. Сравнение поведения системы при эквивалентных параметрах смешения привело авторов к выводу об эквивалентности следующих анализируемых моделей моделей двух сред с коэффициентом обмена / и параметром смешения 40 модели коалесценции редиспергирования с параметром смешения //2=/ т рециркуляционной модели реактора, состоящего из зон микро- и макросмешения, с входным потоком в состоянии микросмешения и параметром смешения (Q F)=Rт. Для других типов реакций проанализированы модель реактора из двух параллельных зон с полной сегрегацией и максимальным смешением и обобщенная модель с использованием метода Монте-Карло. Для упрощения вычислений в случае хорошо смешанного питания рекомендуется модель двух сред, а в случае несмешанного питания — обобщенная модель коалесценции — редиспергирования. [c.58]

Эльянов и Гоникберг [9] произвели расчет значений Ф для класса реакций, включающего равновесия диссоциации органических кислот и оснований, а также скорости реакций сольволиза [6] — до 3000 атм. В табл. 76 приведены значения Ф до 3000 атм, вычисленные по весьма надежным данным о константах и объемных эффектах диссоциации органических кислот и оснований [10]. Как видно из этой таблицы, величины Ф для различных реакций весьма близки между собой максимальное отклонение от средней величины Ф не превышает 5,7%. Для вычисления значений Ф до 12 ООО атм авторы воспользовались данными о диссоциации гидроокиси аммония в воде [101 и диссоциации пиперидина в метаноле [11]. Значения Ф для этих двух реакций отличались от среднего значения не более чем на 4,5% при давлениях до 3000 атм они укладывались на кривую Ф, Ру>, построенную по данным табл. 76. Для вычисления значений Ф до 30 ООО атм были использованы результаты измерений констант скоростей метанолиза хлористого этила [12] и бромистого аллила [13]. Детали этих расчетов приведены в цитированной работе [9]. В табл. 77. представлены результаты вычислений величины Ф до 30 ООО атм (см. также рис. 33). [c.263]

Скорость реакции может быть представлена как функция времени, если в уравнение 1.157) вместо (НСН01 акс- подставить концентрацию формальде ида в виде выражения (1.161) и если предпо.южить, что член, соответств) ющий разветвлению, мал. Полученные таким образом кривые, описывающие из.менение количества метана во времени, имеют вид пунктирных кривых фиг. 2. Эти уравнения, конечно, могут описать за. едление реакции на более поздних стадиях процесса вследствие израсходования исходных веществ. Для того чтобы можно было сравнивать экспериментальные значения скорости с теорией [т.е. с результатами вычисления по формуле (1.158)], нужно рассматривать максимальное значение скорости, что и проводилось в цитированных выше работах. [c.106]