Закрытая система превращении

Экспериментально установлено, что если различные виды работы могут быть полностью обращены в теплоту и в идеальном случае могут полностью переходить друг в друга, то обратное преобразование невозможно, так как только некоторая часть теплоты превращается в работу при циклическом процессе. Здесь речь идет о закрытой системе, совершающей круговой термодинамический процесс, а не о единичном акте, так как в последнем случае согласно принципу эквивалентности преобразование тепла в работу можно произвести полностью. Такая система является, по сути дела, или тепловой машиной (система суммарно производит работу над источником работы), или холодильной машиной (источник работы суммарно производит работу над системой). Поэтому неудивительно, что изучение вопросов, связанных со вторым началом термодинамики, исторически обязано исследованию принципа действия тепловых машин, назначение которых состоит в превращении тепла в работу. В фундаментальном труде французского инженера Сади Карно Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу (1824) сделана первая, еще весьма несовершенная попытка сформулировать второе начало термодинамики. В труде Карно рассматриваются три основных вопроса 1) необходимое условие для преобразования теплоты в работу 2) условие, при котором трансформация теплоты в работу может достигнуть максимального эффекта 3) зависимость коэффициента полезного действия тепловой машины от природы рабочего вещества. В труде Карно был сделан совершенно правильный вывод, что коэффициенты полезного действия всех обратимых тепловых машин одинаковы и не зависят от рода работающего тела, а только от интервала предельных температур, в котором работает машина. [c.88]

В которой К-элемент отражает диссипацию энергии в закрытой системе за счет тепловыделений (поглощений) и химических превращений. Диссипацию энергии в рассматриваемой системе можно представить в виде [c.138]

При расчете равновесного состава необходимо учитывать следующие основные количественные законы 1) материальный баланс, соблюдающийся нри любых превращениях в закрытых системах 2) условия равновесия. [c.20]

Рассмотрим процесс превращения при постоянном давлении это, например, реакции, идущие при атмосферном давлении. Система в состоянии 1 характеризуется массой т, давлением Р, температурой Т и объемом Ух. В состоянии 2, в закрытой системе при постоянном давлении, меняется только температура и объем, которые будут равны соответственно Т2 и У - Вычислим изменение внутренней энергии системы [c.167]

Выразим средние значения сродства реакции через термодинамические функции F, G, и и Н. Рассмотрим некоторый процесс перехода закрытой системы из состояния а в состояние Ь. Все переменные, определяющие состоя-ние этой системы, являются функциями степени превращения е, которую с полным основанием можно выбрать в качестве независимой переменной. В соответствии с основным неравенством (VII. 18) для процесса аЬ можно записать [c.181]

В заключение этого раздела следует обратить внимание, что соотношение (П,4) и вытекающие из него определения (П.5) и (П.6) для химической переменной и ее изменения (дифференциала) выполняются лишь, когда изменение содержания компонентов в системе происходит только в результате химического превращения. Это справедливо, если в систему на протяжении всего процесса не подаются никакие вещества и если из нее не удаляются компоненты реакционной смеси. Иными словами, предполагается, что отсутствует материальный обмен между системой и окружающей средой. Такие системы называются закрытыми. Именно закрытые системы будут в основном рассматриваться в настоящем курсе. [c.167]

Вернемся теперь к закрытой системе, в которой проходит реакция (18.25)7но рассмотрим случай, когда достаточно велика, и максимальная концентрация промежуточной частицы достигается, если относительное изменение концентрации исходного вещества очень мало. Это математически эквивалентно варианту, рассмотренному для открытой системы, т. е. накопление Р можно описывать тем же уравнением (18.27). Следовательно, за короткое время, в течение которого содержание исходного вещества практически не изменилось, устанавливается равенство скорости образования и дальнейшего превращения промежуточных частиц Р. Так как реакция превращения А и Р все же идет, и концентрация 1А1 хоть и медленно, но падает, такой режим является не совсем стационарным и его принято называть квазистацио-нарным. [c.301]

Важнейшая характеристика химического процесса — его скорость. Скорость химического процесса (химической реакции) показывает как быстро, за какое время протекает тот или иной процесс. Глубина химического превращения характеризуется химической переменной (11.5), которая в закрытой системе однозначно показывает изменение химического состава в результате реакции. Поэтому для закрытых систем скорость можно было бы определить как величину, характеризующую изменение химической переменной во времени, т. е. как производную от химической переменной во времени, Однако в этом случае скорость зависела бы от размера той области (поверхности в случае гетерогенных реакций или объема для гомогенных реакций), в которой протекает реакция. В случае гомогенной реакции она была бы экстенсивной величиной. Поэтому скорость определяют как производную с1 /с1/, отнесенную к единице размера той области, в которой проходит химическое превращение. В частности, скорость гомогенной химической реакции определяют как [c.194]

Рассматривают также задачу о фазовых превращениях в закрытой системе, взятой в некотором исходном состоянии, в результате ее адиабатического сжатия или расширения. [c.168]

Закрытая система с химически реагирующими компонентами по форме математического описания аналогична закрытой системе, компоненты которой совершают фазовые переходы, с учетом того, что массы компонентов в системе с фазовыми превращениями остаются постоянными, а в реагирующей системе сохраняется неизменной лишь ее масса в целом. [c.57]

Как следует из рис. П-56 качественный характер зависимости Р2(сс) в открытой системе полного смешения аналогичен характеру ранее рассмотренной зависимости для открытых систем. Количественная разница в выходе промежуточного продукта (для открытой системы выход снижается) и конечного продукта (повышение выхода) является естественным следствием условий полного смешения, при которых концентрация промежуточного продукта в реакционной зоне относительно выше, чем в закрытой системе. Этим объясняется и разница в величине максимального выхода продукта О при проведении трехстадийной последовательной реакции в закрытой и открытой системах (см. рис. П-56,б). Кривая выхода продукта В в открытой системе имеет более крутой наклон, чем в закрытой, что и определяет положение экстремальной точки кривой Рс(а) на рис. 11-56,6 как по абсолютному значению выхода, так и по степени превращения, соответствующей достижению этого максимального значения. [c.207]

При отсутствии в закрытой системе химического превращения ( Пк = 0) равенство (2.10.23) переходит в классическое уравнение для расчета теплоты, идущей на изменение температуры и объема системы [c.122]

Для закрытой системы с химическим превращением при постоянных Тир [c.123]

Смена в ходе химического процесса знака скоростей говорит о том, что в закрытой системе кривые изменения чисел молей промежуточных веществ проходят через максимумы (рис. 3.1). Такого рода максимумы могут оказаться настолько растянутыми, что в некотором конечном интервале времени соответствующие скорости мало отличаются от нуля. Пусть число таких промежуточных веществ равно Ь. Введем для них отдельную нумерацию, используя символ I (1 = 1. .... ). Манера развитие химического превращения в некотором интер- [c.163]

Рассмотренные ранее закономерности открытой реакционной системы полного смешения показывают, что в результате разбавления исходного вещества продуктами его превращения величина движущей силы химического процесса уменьшается, вследствие чего для открытых систем полного смешения характерна меньшая (по сравнению с закрытой системой или открытой системой полного вытеснения) скорость реакции по исходному веществу. [c.183]

Рис. 3.1. Зависимость от времени г чисел молей исходных веществ (/), устойчивых продуктов (2) и промежуточных веществ (3) химического превращения в закрытой системе для случаев относительно устойчивых (а) и очень лабильных (б) промежуточных веществ (А стац — временной интервал, соответствующий квазистационар-ному режиму течения химического превращения).

Протяженность интервала Д стац. в котором сохраняют силу равенства (3,5.1), зависит от многих факторов, в частности, от природы промежуточных веществ и условий проведения процесса. Если система закрыта и числа молей промежуточных веществ I достигают значений, соизмеримых со значениями чисел молей исходных веществ или устойчивых продуктов, то интервал Дг стац обычно невелик по сравнению с общей продолжительностью химического превращения (рис. 3.1, а). Если же в закрытой системе промежуточные вещества I не успевают накопиться в заметных количествах, так что для каждого из них О и О в любой момент вре- [c.164]

Из уравнения (3.8.19) следует, что энтальпия закрытой системы с химическим превращением может меняться за счет теплового взаимодействия с окружающей средой и в результате изменения давления в системе, которое может быть вызвано как механическим взаимодействием с окружающей средой, так и химическим превращением. Если систему подвергнуть полной изоляции, то [c.175]

Изучение рис. П-35 позволяет заметить общую для всех случаев закономерность концентрация промежуточного продукта реакции, осуществляемой в закрытой системе, во всем интервале значений а превышает аналогичную величину в открытой системе полного смешения. Положение точки экстремума на кривой Св а) в закрытой системе соответствует более высокому значению степени превращения исходного вещества, чем в открытой системе. [c.169]

Введем в выражения для полных дифференциалов характеристических функций закрытой системы с химическим превращением (3.8.26)—(3.8.29) сродства линейно независимых реакций г, используя определение (3.17.5) [c.196]

ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАКРЫТОЙ СИСТЕМЫ В ХОДЕ ХИМИЧЕСКОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ [c.212]

Рассмотрим на примере температуры возможности, которые дает термодинамический метод для изучения зависимостей интенсивных свойств однородной системы с химическим превращением от времени при различных условиях сопряжения системы с окружающей средой. Ограничимся закрытыми системами с одной реакцией. [c.212]

В реальных условиях (2 1) при достижении заданной степени превращения продолжительность реакции в открытой системе полного вытеснения отличается от продолжительности реакции в закрытой системе (принимаем у=0)- [c.155]

Анализ периодически отбираемых проб реакционной массы (при проведении эксперимента в закрытой системе) и соответствующая обработка результатов анализа позволяют графически выразить зависимости Св(т) Го(т) Ср х). При этом концентрация смеси продуктов превращения исходного вещества в каждой серии опытов выражается через фиктивную концентрацию первого [c.173]

Если выход продуктов одностадийных реакций как в за крытой, так и в открытых системах не связан со степенью превращения исходного вещества, то для сложных реакций связь выхода. промежуточного и конечного продуктов с а, отмечающаяся ранее при проведении их в закрытых системах, сохраняется и в открытых системах. [c.203]

Газожидкостная хроматография — единственный метод, который использовался для получения помещенных в настоящем справочнике данных по жирнокислотному составу пищевых продуктов. Для анализа используют не сами жирные кислоты, а их производные — метиловые эфиры. Этим достигают высокой эффективности разделения при более низких температурах и более коротком времени анализа. При анализе должен быть применен метод, обеспечивающий количественный выход при превращении жирных кислот в их метиловые эфиры. Таких методов предложен целый ряд [19, 23]. Проверен быстрый метод получения метиловых эфиров жирных кислот, использовавшийся в работах одного из авторов [8]. Метод прост и может быть рекомендован. При его применении метанолиз глицеридов проходит очень быстро в закрытой системе в метанольном растворе КОН. Сильно гидролизованные липидные смеси подвергают кислотно-щелочному метанолизу [5]. [c.214]

Является ли данный реактор закрытой системой Будет ли действительная степень превращения отличаться от величины, рассчитанной по формуле [c.120]

Установив картину гидролиза сульфокислот антрахинона в концентрированной серной кислоте, мы перешли к изучению гидролиза сульфокислот в тех же условиях закрытой системы в запаянных трубках в воде, и пришли к совершенно иному превращению сульфокислот [19]. [c.176]

Реакция в закрытой системе может характеризоваться временем ее протекания, которое здесь совпадает со временем соприкосновения реакционной смеси с катализатором (временем контакта) т. Для сопоставления реакций в закрытых системах часто пользуются таким параметром, как время протекания реакции на заданную глубину, например, до превращения половины исходного количества реагирующих веществ (время полупревращения Т]/г). [c.23]

Как можно видеть, выражения степеней превращения и парциальных давлений не должны зависеть от того, протекает ли реакция в открытой или закрытой системе. От выражений парциальных давлений легко перейти к степеням превращения, определение которых в зависимости от разных факторов составляет одну из задач кинетического эксперимента [c.25]

Постоянство концентраций промежуточных соединений предусматривает также и то, что всякие нарушения его быстро устраняются, т. е. скорости превращений промежуточных соединений должны компенсироваться скоростями их образования, значительно превышающими скорость суммарного процесса. Это означает одновременно, что продолжительность жизни каждого из возникающих промежуточных соединений очень мала по сравнению со временем протекания реакции (например, по сравнению с полу-периодом протекания реакции в закрытой системе или по сравнению с обратной объемной скоростью для реакции в открытой системе), а следовательно, и со временем существования ее стабильных компонентов с наименьшей продолжительностью жизни. [c.118]

Поскольку Су является теплоемкостью при постоянном объеме и числе молей, то более правильно обозначение Су,к- Однако в равновесной термодинамике в большинстве случаев рассматриваются только закрытые системы (которые не обмениваются массой с окружающей средой), а в случае простых однокомпонентных систем, согласно определению, не происходит даже внутренних превращений (химических реакций и т. д.). Поэтому часто постоянство числа молей считается само собой разумеющимся и индекс N в Су, я опускается. Это касается и рассматриваемой ниже теплоемкости при постоянном давлении и постоянном числе молей. Однако в разд. П, 1.5.2 необходимо будет ввести полное обозначение. [c.11]

Уравнения (VII, 2) и (VII, 2а) выражают закон сохранения и превращения энергии применительно к термодинамическим процессам. После перехода закрытой системы из начального состояния в конечное приращение движения (во всех его формах) в системе равно движению, полученному системой через ее границы в форме теплоты, минус движение, отданное системой через ее границы в форме работы. [c.126]

Положим, что к моменту t масса одного из исходных веществ изменилась на т,- — Шо,- (из конечной массы в момент I вычитаем начальную в момент = 0). В соответствии с требованием сохранения массы в закрытой системе это изменение можно приравнять стехиометрическому количеству реагента г, умноженному на некоторую долю I/ этого количества. Эту последнюю Жуге и де Донде (1917—1920 гг.) назвали реакционной переменной. Впоследствии стали называть глубиной протекания реакции или глубиной превращения. Таким образом, для каждого реагента [c.218]

Критерий химического равновесия можно выразить также через характеристические функций системы. Для эТого необходимо только определить условия проведения химического превращения. Допустим, что последнее реализуется в закрытой системе при постоянных Т и р. В этом случае в соответствии с неравенствами (3.18.9) энергия Гиббса системы монотонно убывает во времени, достигая при равновесии наименьшего значения, совместимого с выбранными граничными условиями. В то же время энергия Гиббса системы, как следует из (3.18.4), при заданных Тир выступает в виде функции переменных ..., достигающей в точке ( х,равш [c.200]

Исли в закрытой системе масса одной из фаз увеличивается за счет других фаз, причем состав пи одной из фаз системы нв изменяется, та говорят, чтп в зтом случае имеет место азеотропное превращение. [c.421]

Все остальные величины, характеризующие св-ва системы, являются ф-циями этих независимых параметров. Если в системе происходят хим, превращения, условие п, = onst заменяется требованием постоянства чисел атомов каждого вида, т.е, постоянства общей массы в-ва в системе и ее атомного состава (см. Закрытая система). [c.185]

Для закрытой системы йеПк = 0) с химическим превращением выражение (2.10.20) принимает вид [c.122]

Отсюда ясно, что химическое превращение не может само по себе изменить внутреннюю энергию системы. Ее изменение в случае закрытой системы возможно лишь за счет теплового и механического взаимодействий с окружающей средой. Если же система с химическим превращением полностью изолирована от окружающей среды (45 = 0, dV = О, йеПк = 0), то [c.175]

Сравнительную оценку реакционных аппаратов периодического и непрерывного действия можно продолжить на основе ранее рассмотренных кинетических закономерностей реакций в открытых и закрытых системах. На примере необратимой реакции А + В- О первого кинетического порядка по каждому из исходных веществ и параллельной реакции А-)-В->0, 2А-> Е можно оценить относительную скорость превращения исходных веществ в условиях периодически- и непрерывнодействующих реакционных аппаратов разных типов (рис. 1У-3). [c.280]

А. И. Динцес и А. В. Жерко [67], проводя крекинг н-гексана в потоке при 588° С и 1 ат, нашли, что константа скорости крекинга уменьшается с увеличением глубины превращения. Константу скорости рассчитывали, как для реакции первого порядка в закрытой системе (т. е. при постоянном объеме), она составляла 15,3-10" се/с 1 при глубине превращения 26,8% 6,6-10" при глубине превращения 42,3% и 4,8-10 при глубине [c.97]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология