Испарение изменение энергии, пример

Пример 2. Определить изменение внутренней энергии при испарении 100 г воды при 0° С. если пары воды подчиняются законам идеальных газов и объем жидкости незначителен по сравнению с объемом пара. Удельная теплота парообразования волы 2451 Дж/г. [c.38]

Математическое описание процесса испарения, включающего изменение внутренней энергии, основывается на теории абсолютных скоростей реакций [43[. Описание активированного состояния молекулы и записи статистических функций в работах различных авторов несколько различается. В качестве примера можно рассмотреть случай, когда вращательная степень свободы ограничена в жидком и не ограничена в газообразном состоянии. Вывод, основанный на теории скорости реакции, приводит к следующему уравнению Герца—Кнудсена [c.42]

Пример. Найти изменение внутренней энергии при испарении 20 г воды при 20° С, приняв, что водяной пар подчиняется законам идеальных газов и что [c.71]

Пример. Расчет изменения внутренней энергии. Определите изменение внутренней энергии при испарении 250 г воды при 20° С, допуская, что пары воды подчиняются законам идеальных газов. Объемом жидкости по сравнению с объемом пара можно пренебречь. Удельная теплота парообразования воды ДЯ = 2451 Дж/г, [c.9]

В отличие от АЯ п и AS . , которые мало зависят от температуры, AG° очень сильно зависит от температуры, Т, которая явно входит в соотношение (18-1). Если ради простоты предположить, что изменения энтальпии и энтропии постоянны, то можно графически представить зависимость AG от ДЯ и AS, как это сделано на рис. 18-3 на примере Н2О. При высоких температурах произведение 7AS° больше, чем АЯ°, свободная энергия испарения отрицательна и испарение воды при парциальном давлении водяных паров 1 атм должно происходить самопроизвольно. При низких температурах АЯ° больше, чем TAS°, так что AG° положительно, и самопроизвольно осуществляется конденсация водяных паров. При некоторой промежуточной температуре энтальпийный и энтропийный эффекты в точности компенсируют друг друга, AG° становится равным нулю и жидкая вода находится в равновесии с парами воды при парциальном давлении 1 атм. Такое состояние отвечает нормальной температуре кипения жидкости, (температура кипения на уровне моря). Для воды эта температура равна 100°С, или 373,15 К. При более низком атмосферном давлении (на большой высоте над поверхностью моря) вода кипит при температуре ниже 100°С. [c.124]

Пример 9. Вычислить изменения внутренней энергии при фазовом переходе. Определить изменение внутренней энергии при испарении 250 г воды при 20°С, допуская, что пары подчиняются законам идеальных газов. Удельная теплота парообразования воды 2451 Дж/г. [c.22]

Примером вещества с атомной решеткой является алмаз. Его кристаллическая решетка состоит из атомов углерода, каждый из которых связан ковалентными связями с четырьмя соседними атомами, размещающимися вокруг него в вершинах правильной трехгранной пирамиды — тетраэдра. Поскольку ковалентная связь образуется в результате перекрывания орбиталей соединяющихся атомов, которые имеют вполне определенную форму и ориентацию в пространстве, то ковалентная связь является строго направленной (в отличие от ионной связи). Этим, а также высокой прочностью ковалентной связи объясняется тот факт, что кристаллы, образованные атомами, имеют высокую твердость и совершенно непластичны, так как любая деформация вызывает разрушение ковалентной связи (например, у алмаза). Учитывая, что любые изменения, связанные с разрушением ковалентной связи в кристаллах (плавление, испарение), совершаются с большой затратой энергии, можно ожидать, что у таких кристаллов температуры плавления и кипения высоки, а летучесть очень мала (например, у алмаза температура плавления составляет 3500 °С, а температура кипения —4200 °С). [c.42]

Тем не менее существуют процессы, в которых наблюдается изменение ядерных спиновых квантовых чисел. В качестве такого примера можно привести реакцию конверсии ортоводорода в параводород, в ходе которой суммарное триплетное состояние ядерных спинов ( яд gf, = 3) меняется на суммарное синглетное состояние ( д = 1). Существенно, что расщепление соответствующих уровней достаточно велико, так как оно определяется разностью вращательных уровней энергии с У = О и У = 1. При температурах жидкого водорода около 20 К оно сравнимо с теплотой испарения жидкого водорода. [c.111]

Пример 2. Чему равно изменение внутренней энергии AU при испарении воды массой 100 г при 20 °С, если принять, что водяной пар подчиняется законам идеальных газов, а объемом жидкости, который незначителен по сравнению с объемом пара, можно пренебречь. Удельная теплота парообразования воды i =2445 Дж/г. [c.152]

Различают два вида фазовых переходов. Для фазовых переходов первого рода, протекающих в изотермических условиях, характерно скачкообразное изменение внутренней энергии и вызванное этим выделение или поглощение определенного количества тепла (скрытого тепла фазового перехода). Примерами фазовых переходов такого типа могут служить испарение и конденсация чистых веществ, плавление и кристаллизация и т. п. В процессе фазового перехода первого рода теплоемкость утрачивает обычный смысл в соответствии с формулой (1.2) она обращается при этом в оо в зависимости от того, поглощается или выделяется при переходе скрытая теплота. [c.8]

Кроме того, энтропия как мера неупорядоченности определяет объем кристаллической фазы, в котором атомы (ионы) расположены беспорядочно, т. е. в котором они совершают тепловые движения. Поэтому атомы (ионы) в й-фазах в нормальном состоянии распределены более свободно, чем в р-фазах. Следовательно, переход от более плотной структуры р к более свободной структуре tO должен происходить с преодолением некоторого энергетического барьера (приближающегося по порядку величины к энергии испарения), обусловленного структурными связями в кристаллической решетке. Легкость преодоления барьера может изменяться. Во время реконструктивных превращений структуры Р решетка распадается на более мелкие единицы, из которых складывается структура новой а-фазы. Получить превращения такого рода сложно они требуют большого количества энергии, идущей на изменение вторичных координаций в пространственной вязи. Только с помощью введения вспомогательных растворителей (флюсов, катализаторов и пр.) можно получить некоторую часть продуктов превращения за сравнительно короткие периоды времени. Классическим примером превращений о изменением типа пространственной вязи служат превращения кварца в тридимит и кристобалит, протекающие весьма медленно. [c.390]

Фазовый переход первого рода—это переход, сопровождающийся скачкообразным изменением свободной энергии в зависимости от Т или р при температуре или давлении такого превращения. Это означает, что при наличии скачкообразного изменения термодинамических функций (бО/б7 )р = = —5, (60/6/7)г = V или 6(011)16(11 ) = Н фазовый переход будет переходом первого рода. Обычно при таких фазовых переходах первого рода, как плавление, испарение и обратимые полиморфные превращения, термодинамические функции 5, V и Я претерпевают скачкообразное изменение при температуре перехода. Фазовому превращению отвечают изменения энтропии и объема и теплота перехода. Если при переходе скачкообразно меняются вторые производные свободной энергии, то такой переход относят к переходам второго рода. Примером может служить переход т парамагнитного состояния в ферромагнитное. [c.61]

Пример. Найти изменение внутренней энергии при испарении 20 г воды при 20° С, приняв, что водяной пар подчиняется законам идеальных газов и что объем жидкости незначителен по сравнению с объемом пара. Скрытая теплота парообразования воды при 20° С равна 586 тл. [c.61]

Пример 1. Найти изменение внутренней энергии при испарении 20 г спирта при температуре его кипения. Удельная теплота парообразования спирта при этой температуре 858,95 дж1г, удельный объем пара — 607 сд1 /з (объемом жидкости пренебречь). [c.66]

Задачи о плавлении или затвердевании распадаются на две категории. Для некоторых материалов не существует четкой границы между жидкой и твердой фазами. Такие материалы называются аморфными для них переход из одной фазы в другую происходит путем постепенного изменения физических свойств. Если в процессе перехода возможно движение жидкой фазы, то возникает гидродинамическая задача, в которой уравнения движения и энергии связаны, так как вязкость сильно зависит от температуры и резко возрастает в твердой фазе. Подобные задачи движения жидкости не входят в круг рассматриваемых нами проблем, и поэтому мы в дальнейшем не будем на них останавливаться. Другие вещества обладают четкой линией разграничения между жидкой и твердой фазами (так называемой границей раздела). Типичные представители таких веществ — металлы и лед. Ниже мы будем иметь дело только с материалами именно такого рода. Наряду с плавлением может происходить испарение вещества с предварительным переходом в жидкое состояние или, минуя его, сублимацией твердой фазы. Эти процессы идут при достаточно высоких температурах или при достаточно низком давлении паров. При наличии испарения всегда имеется поверхность испарения. Ниже будут рассмотрены примеры с процессами описанного типа, причем наше внимание будет сосредоточено главным образом на одномерных задачах. При рассмотрении всех задач будем предполагать, что теплофизические параметры в каждой из фаз постоянны, но в общем случае различны для каждой из них. Величины, относящиеся к твердой фазе, обозначим индексом 2, к жидкой — индексом 1. Температурное поле системы описывается уравнением (1) соответственно для каждой из фаз. [c.57]

Переход вещества из одной фазы в другую при изменении внешних условий называется фазовым переходом (фазовым превращением). В процессах химической технологии чаще всего приходится иметь дело с фазовыми переходами первого рода, сопровождающимися скачкообразным изменением внутренней энергии и плотности. Примерами их являются конденсация, испарение, сублимация и десублимация, плавление и затвердевание, переход твердого тела из одной кристаллической модификации в другую. [c.216]

Пример 2. Вычисление изменения внутренней энергии. Найдите изменение внутренней энергии при испарении 50 г бензола t= = 20° С). Мольная теплота испарения бензола равна 30,92 кДж/моль. Считать, что пары бензола подчиняются законам идеальных газов. Объем жидкости незначителен по сравнению с объемом пара и им можно пренебречь. [c.19]

Переработка нефти и нефтепродуктов состоит из проводимых в строго определенном порядке, стабильных по режиму, качественно различающихся единичных производственных процессов. Последовательность этих производственных процессов направлена на изменение свойств исходного сырья и имеет целью получение продуктов, отвечающих техническим условиям и стандарту при минимальных затратах труда, энергии и материалов. Примерами таких единичных процессов являются нагревание и испарение жидкостей, конденсация паров, абсорбция, экстракция и ректификация растворов, отстой, фильтрование и центрифугирование смесей и т. д. Каждый из этих единичных процессов осуществляется в надлежащей типовой аппаратуре. Так, для нагрева на нефтезаводах применяются трубчатые печи и теплообменники, для охлаждения и конденсации — различные типы холодильников и конденсаторов, для абсорбции и ректификации — колонные аппараты и т. д. [c.3]

Изменение свободной энергии и равновесие. Для любого обратимого процесса, химического или физического — это безразлично, при постоянном давлении и температуре АР — О. Химическая реакция в момент равновесия является обратимым процессом, и следовательно для состояния равновесия любой реакции Д/- = 0. Испарение воды ири температуре ее кипения при данном давлении или плавление льда при 0° могут служить примером обратимых физических процессов для них АР тоже равно нулю. [c.102]

Теплоты образования различных ионных соединений различаются чрезвычайно сильно. Из общих соображений известно, что в общую теплоту образования вносят свой вклад многие факторы, а именно потенциалы ионизации, сродство к электрону, теплоты испарения и диссоциации элементов в свободном виде и энергия решетки соединения. Цикл Борна — Габера — это термодинамический цикл, который показывает взаимоотношение всех этих величин и позволяет понять, как изменения в теплотах образования могут быть связаны с изменением этих характерных факторов. Чтобы построить цикл Борна — Габера, рассмотрим следующие термодинамические уравнения, причем в качестве примера используем ЫаС1 [c.56]

Интересные работы проводятся в области исследования взаимодействий пучков нейтральных и заряженных частиц с металлическими поверхностями. Здесь ограничимся рассмотрением лишь одного примера, который свидетельствует о последних достижениях экспериментальной техники и открывает новые возможности для решения ряда физико-химических задач. Речь идет об установке, сочетающей времяпролетный масс-спектрометр с лазером [38]. Данная установка позволяет регистрировать изменения масс-спектра в быстропротекаю-щих процессах и проводить локальный нагрев образца до высокой температуры. Локальный нагрев и быстрая регистрация масс-спектра (менее 10 сек) делают возможным решение одной из важных задач современной техники исследование состава поверхности или пленки. Пучок световой энергии, излучаемый лазером, фокусируется с помощью линз на поверхности исследуемого вещества. За счет исключительно сильного нагрева про-,исходит полное испарение вещества вблизи фокуса пучка без заметных искажений, связанных с разной летучестью индивидуальных соединений. Испарившееся вещество подвергается ионизации электронным ударом, и после регистрации масс-спектра времяпролетным масс-спектрометром удается установить состав пленки в районе фокуса. При этом диаметр области испарения может быть уменьшен вплоть до 50 микрон и открываются возможности для исследования неоднородностей по составу в пленках и соединениях. [c.303]

Все методы рассеяния туманов искусственным путем основаны на изменении условий, способствующих устойчивости туманов. Одна группа методов заключается в испарении капелек тумана либо непосредственно теплом, либо с помощью гигроскопических веществ, удаляющих водяные пары из воздуха. Физические основы этой проблемы не раз обсуждалисьВ качестве примера приведем некоторые данные Хаутона по рассеянию тумана над аэродромами. Для удаления тумана, достигающего высоты 60 м над взлетно-посадочной дорожкой длиной 1800 м и щириной 90 м, содержащего 1—2 т жидкой воды, требуется значительная затрата энергии. Чтобы испарить при 10° С капельки тумана, содержащего 0,1 г м жидкой воды, и снизить относительную влажность до 90%, требуется 560 кал/м , из которых почти 500 расходуется на снижение относительной влажности воздуха. Таким образом, даже при оптимальных, неосуществимых на практике, условиях для уничтожения тумана во всем указанном объеме потребовалось бы 5,7 10 кал. Нагревание должно быть длительным, поскольку даже слабый ветер непрерывно приносит свежий туман, и понятно, что действительные энергетические затраты во много раз превышают расчетный минимум. Тем не менее, во время второй мировой войны в Англии для рассеяния тумана над аэродромами успешно применялся термический метод (под кодовым названием РШО) тепло выделялось при сжигании нефти или мазута в горелках, установленных на длинных трубопроводах. С тех пор этот метод получил дальнейшее развитие как в Англии, так и в США. По обе стороны от взлетно-посадочной дорожки прокладываются по земле параллельные трубы, в которые под давлением подается топливо. На трубах с промежутками в несколько метров смонтированы горелки. Горячие газы, образующиеся при сгорании топлива, нагревают воздух и испаряют туман на достаточной для посадки самолетов высоте. Такие установки потребляют 400 000 л топлива в час. [c.395]

Квентмайер [24] пытался улучшить сигнал путем изменения условий работы лазера с помощью простого акустоонтпче-ского модулятора добротности (см. рис. 2.5), дающего длинную цепочку эквидистантно расположенных пичков сравнительно высокой мощности с частотой повторения 10= Гц. В результате достигалось эффективное квазннепрерывное испарение. Кроме того, в эксиериментальную установку входили лампа с полым катодом в качестве первичного источника, монохроматор, фотоумножитель, осциллограф с большим послесвечением экрана, дейтериевая лампа для компенсации неселективного поглощения, лазер с выходной энергией 0,6 Дж. Количество исследуемого материала составляло около 20 мкг, а высота наблюдения относительно иоверхности образца была равна 18 мм. Анализ удавалось провести за одну вспышку лазера с относительным стандартным отклонением порядка 0,3. Характерным примером может служить обнаружение примесей Си, Mg и 2п в образцах алюминия [24]. [c.87]