Адиабатные химические реакции

КИНЕТИКА АДИАБАТНЫХ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ [c.65]

Кинетика адиабатных химических реакций. ....................75 [c.815]

В таком цикле Карно гальванический элемент при известной температуре поглощает теплоту нагревателя и производит электрическую работу. Последняя может быть затрачена на поднятие тяжести и таким образом сохранена как потенциальная механическая энергия. Заставляя затем элемент работать в условия идеальной тепловой изоляции, можно адиабатно понизить (или г.о-высить) его температуру, после чего, используя сохраненную работу, можно провести химическую реакцию в элементе в обратном направлении, при ином значении электродвижущей силы, а затем адиабатно довести элемент до первоначальной температуры. [c.81]

Отдельные части термодинамической системы могут представлять собой подсистемы различных типов. Представим реакционный сосуд, помещенный в достаточно большой термостат, который, в свою очередь, окружен адиабатной оболочкой. В этом случае всю систему в целом будем считать изолированной. Реакционный сосуд может обмениваться энергией с термостатом, и поэтому реакционный сосуд представляет собой закрытую систему. Если в реакционном сосуде происходит химическая реакция, сопровождаемая, например, выпадением осадков, то любой мысленно выделенный маленький объем внутри реакционного сосуда будет представлять собой открытую систему по отношению к переносу веществ внутри системы. [c.14]

Только член dS равен отношению Ш Т, и, следовательно, в адиабатных условиях (6Q == 0) только это слагаемое равно нулю. Первое слагаемое rfS (оно было названо производство энтропии внутри системы) не равно нулю, а больше нуля (энтропия возрастает ), когда в системе протекают необратимые процессы. Таким образом, если в полностью изолированной системе реально протекает химическая реакция, то эта реакция является необратимым процессом. Она (по Л. Больцману) переводит систему в более вероятное состояние, при этом dS — == dS > О, т. е. энтропия системы возрастает не вследствие обмена энергией с окружающей средой в форме теплоты, а вследствие необратимого процесса внутри системы (положительное производство энтропии). Очевидно, что при этом [c.49]

Все это говорит о том, что в исследуемом случае явления протекают в области крупномасштабной турбулентности, при которой отдельные моли горящего газа могут двигаться навстречу набегающему потоку, искривляя фронт пламени и расширяя границы зоны горения. Местные скорости потока в зоне горения определялись, как ранее указывалось, обычным методом, принятым в гидродинамике, т. е. по значениям температур и скоростных напоров, измеренных в данной точке. Этот метод для нашего случая является несколько условным, так как измерения производились в зоне, где происходит непрерывное выделение тепла за счет химических реакций и, таким образом, процесс протекает не адиабатно, 17 247 [c.247]

Термодинамические процессы, протекающие при постоянной температуре, называются изотермическими, при постоянном давлении — изобарными, при постоянном объеме — изохорными. Процессы, при которых рассматриваемая система не обменивается теплотой с окружающей средой, хотя может быть связана с ней работой, называются адиабатными. Кроме того, различают обратимый термодинамический процесс, который допускает возможность возвращения системы в первоначальное состояние без затраты энергии. Обратимыми в термодинамике являются процессы, протекающие бесконечно медленно. Процессы, не удовлетворяющие условиям обратимости, называются необратимыми. Понятие обратимая химическая реакция не совпадает с понятием обратимый термодинамический процесс . При обратимой химической реакции, протекающей с конечной скоростью, система хотя и возвращается в исходное состояние, но в окружающей среде обычно остаются изменения. [c.42]

Характер тепловых процессов, сопрово- б ждающих горение смеси, легче всего представить графически, если по оси абсцисс откладывать температуру, а по оси ординат — количество теплоты, выделяющейся и отводимой от сосуда в единицу времени (рис. 1,8). Кривая а характеризует зависимость теплоты химической реакции, выделяющейся в единицу времени в адиабатических условиях, от температуры (которая повышается вследствие адиабатного выделения теплоты реакции). Кривая в — это зависимость количества отводимой теплоты от температуры. Кривая теплоотдачи всегда имеет меньшую кривизну, чем кривая тепловыделения, и с достаточной степенью точности (в небольшом интервале температур) ее можно считать прямой. [c.43]

Определение теплоты реакции. Все химические реакции сопровождаются изменением энергии в результате действия сил химической связи. Если реакция протекает адиабатно, то изменение энергии, обусловленное реакцией, может привести к повышению или [c.467]

В [1] показана содержательность представления об адиабате-изоэнтропе химического процесса - идеальной траектории в пространстве переменных р-Т- (давление - температура - степень завершенности химической реакции), которой соответствует непрерывный переход от одного равновесного состояния реакционной смеси к другому при отсутствии теплообмена с внешней средой. При фиксированном начальном равновесном состоянии системы, характеризуемом определенным значением энтропии, единственно возможную адиабатно-изоэнтропную траекторию процесса р( ), Г( ) неявным образом определяют термодинамические условия [c.25]

Адиабатно-изоэнтропный химический процесс можно рассматривать как предельный по отношению к ступенчатому процессу, состоящему из чередующихся стадий адиабатного сжатия смеси реагентов (без контакта с катализатором, т.е. с заторможенными химическими реакциями) и химического превращения смеси в изобарном режиме в адиабатическом реакторе. Чтобы продемонстрировать это, введем следующие упрощающие предположения 1) пренебрежем диссипацией механической энергии при компрессии смеси [c.27]

В-третьих, движение ядер в адиабатных условиях можно рассматривать с позиций классической механики. Квантово-механические расчеты показывают, что это предположение строго выполняется на вершине потенциального барьера при конечной скорости движения частицы. Оно выполняется и вблизи вершины потенциального барьера при условии достаточно большой скорости движения частиц. Последнее предположение существенно упрощает нахождение средней скорости элементарной реакции, так как позволяет пользоваться классической статистикой. Как мы увидим ниже, предположение об адиабатном течении элементарного химического процесса может и не выполняться, но опыт показывает, что такие процессы сравнительно редки. [c.144]

Легко видеть, что последнее предположение является ничем неоправданной экстраполяцией модели. Оно основывается на том, что если искра очень небольшого размера пройдет через такую среду, для которой неравенство (4) не удовлетворяется или становится обратным, то вокруг искрового объема мгновенно образуется очень узкая реакционная зона, позволяющая химической энтальпии течь в направлении источника энергии и превращаться в теплоту с такой скоростью, что температура в ядре сгоревших газов никогда не упадет ниже адиабатной температуры пламени. Это не только обеспечит непрерывный рост пламени, но и потребует чрезвычайно высоких скоростей реакций на начальных стадиях образования пламени, намного превышающих скорость реакции в стационарном фронте пламени. В случае искры исчезающе малого размера скорость реакции должна быть бесконечно большой, а так как вследствие зависимости скорости от температуры аррениусовского типа это не может осуществиться, даже если температура искры будет бесконечно большой, вполне очевидно, что даже для среды, в которой Х/с < Бдр, потребуется искра конечных размеров, а следовательно, и конечная энергия искры. [c.14]

Эффекты химической кинетики могут, в принципе, привести к угасанию пламени до момента окончательного сгорания капли. Причина этого заключается в том, что необходимая скорость реакции единицы объема должна возрастать с уменьшением Го и поэтому достигается кинетический предел. На практике капли сгорают почти всегда в газовой среде, температура которой при испарении всех капель возрастает до адиабатного значения для стехиометрической смеси. Это уменьшает тенденцию к угасанию и делает угасание несущественным [c.91]

V V, отвечающую пересечению касательной к детонациопной адиабате с ударной адиабатной исходной смеси (см. рис. 69). Это сжатие происходит в результате нескольких столкновений каждой молекулы так, что реакция не успевает еще начаться Далее, в результате реакции давление и объем газа меняются вдоль касательной по направлению от точки р и к точке К, в которой необратиммо химические реакции закапчиваются. Дальнейшее расширение газа происходит изознтропически в нестационарной волне разрежения. [c.242]

Выражение термодинамического сродства через свободную энергию шозБОЛяет нам обобщить химические реакции, подводя под категорию реакций и многие физические процессы, и, в частности, изменения агрегатных состояний вещества. С химическими реакциями эти процессы имеют следующие общие черты во-первых, в результате изменений агрегатных состояний получается вещество с другими физическими свойствами во-вторых, эти процессы связаны с поглощением или выделением теплоты в-третьих, как, например, при кристаллизации переохлажденной жидкости, мы имеем процесс, ведущий к устойчивому равновесию, причем в адиабатных условиях этот процесс, как показано, ведет к возрастанию энтропии, а в изотермических условиях, подобно химическим реакциям, сопровождается уменьшением свободной энергии. Мы можем, таким образом, изменение агрегатных состояний рассматривать как некоторый предельный случай химических реакций, когда количество другого реагирующего вещества равно нулю. [c.166]

Предлагаемая теория стабилизации пламени телом плохообтекаемой формы основана на рассмотрении зоны смещения между холодной горючей смесью и нагретым инертным газом. Этот процесс впервые анализировали Марбл и Адамсон [6] для случая однородных профилей скорости в двух потоках перед смешением. Он был распространен авторами [7, 8] на случай симметричных профилей скорости по Блазиусу в точке первого соприкосновения двух потоков. Здесь не приводится подробного описания этого идеализированного процесса смешения. Основная цель этих двух исследований сводилась к определению первого локального температурного максимума, обусловленного химической реакцией. Этот локальный максимум, или выпуклость , возникает в горячем инертном газе ниже точки первого соприкосновения двух потоков при условии, конечно, что начальная температура горячего газа ниже, чем адиабатная температура пламени холодной горючей смеси. Этот процесс схематически представлен на фиг. 1. [c.171]

Процесс, в котором тепература систелш постоянна, называется изотермическим. Теплота, сообщенная системе в течение изотермического процесса, называется скрытой. Так, например, обыкновенно при химических реакциях температура системы, заключенной в адиабатную оболочку, изменяется. Чтобы реакция проходила изотермически, необходимо сообщить системе положительную или отрицательную теплоту. Эта теплота и будет скрытой теплотой реакции. Аналогичным образом определяется скрытая теплота смешения. [c.55]

Понятно, что последние два закона смещения обратимых процессов (уравнения (7.98) и (7.99)) также можно применить к химическим реакциям. Э о приводит к формулам, которые представляют некоторый теоретический интерес, но не пригодны для практических расчетов. Действительно, осуществление химической реакции при полной термической изолированности системы еще не позволяет воспользоваться уравнениями (7.98) и (7.99). Эти уравнения определяют смещение изоэнтропийных процессов, т. е. таких, когда система не только адиабатно изолирована, но когда, кроме того, все процессы в ней необратимы, т. е. когда химические силы уравновешены. Работа As, производимая в этом случае химическими силами системы, определяется убылью энтальпии (при р = onst) или энергии (при v = onst), но понятно, что она не имеет ничего общего с тепловым эффектом реакции, так как в данном случае конечное состояние системы изоэнтропийно с начальным, а не изотермично с ним, как это берется при определении Qp и Q . При некоторых ухищрениях работа Лз может быть измерена посредством гальванического элемента. Естественно, что она далека от обычно определяемого химического сродства Ат. [c.321]

В действительности, как показывают приведенные в гл. 2 результаты экспериментальных исследований, при временах процесса, характерных для камер сгорания и топочных устройств, концентрации сажи, промежуточных углеводородов, двуокиси углерода, водяного пара, а также температура продуктов сгорания значительно превьпиают равновесные значения этих параметров. В то же время концентрации окиси углерода и водорода близки к равновесным. При этом порог сажеобразования как бы сдвинут в область больших значений коэффициента избытка воздуха в частности, при горении керосиновоздушных смесей в адиабатных условиях — 0,55. На основании экспериментов установлено отличие, по крайней мере на порядок, характерных интервалов времени протекания реакций окисления (г < 1.10 с) и сажеобразования (г (5. .. 20) 10 с), что позволяет при построении расчетных моделей сажеобразования использовать гипотезу о частичном равновесии. При горении богатых гомогенных углеводородовоздушных смесей сажеобразование происходит, по существу, в условиях, аналогичных протеканию процесса при термическом разложении углеводородов, вводимых в высокомолекулярные продукты сгорания (см. например, [22]), причем это наблюдается несмотря на предварительное смешение топлива с воздухом до молекулярного уровня. Другой важный вывод из приведенных в гл. 2 результатов экспериментов заключается в том, что массовая концентрация сажи как неравновесного промежуточного продукта химических реакций определяется конкуренцией двух процессов — сажеобразования и газификации сажи двуокисью углерода и водяным паром. [c.28]

Сопоставление двухстадийного горения с ходом хишческих реакций в объеме позволяет сделать заключение, что превалирующее влияние тепла будет проявляться до величин, близких к конечной температуре горения. Лишь по достижении их начнет сказываться падение концентраций. Так как температуры макси-мадьной скорости химических реакций существенно выше температуры самовоспламенения, то можно полагать, что установленная зависимость скорости распространения пламени во второй стации адиабатного двухстадийного процесса будет достаточно общей для всего диапазона нормального распространения пламени вплоть до самовоспламенения. [c.107]

Рассчитаны семейства адиабат-изоэнтроп (адиабатических равновесных траекторий) процесса паровой конверсии метана, характеризуемого двумя независимыми химическими реакциями. Для реализации подобной траектории требуется непрерывное сжатие реакционной смеси, сопровождаемое повышением температуры. Показано, что адиабатно-изоэнтропиый процесс можно рассматривать как предельный по отношению к ступенчатому, состоящему из чередующихся стадий адиабатного сжатия и химического превращения смеси в адиабатическом реакторе. [c.25]

Теплота растворения фтористого бериллия в 23%-ной плавиковой кислоте, измеренная Колесовым, Поповым и Скуратовым [234, 25] адиабатным и диатермическим методами, оказалась равной АЯавз = — 8,04 + 0,07 ккал/моль. Измерение этой величины произведено впервые. Непосредственный химический анализ исследованного образца BeF не мог быть выполнен с достаточной точностью. Однако авторы тщательно проанализировали исходный фторбериллат аммония и доказали, что разложение его при получении BeFa происходит полностью и без побочных реакций. [c.805]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология