Тепловой закон системам

Суммарную теплоемкость калориметрической системы определяют электрическим способом. Для этого к калориметрической системе подводят известное количество электрической энергии, превращающейся в тепло (З- Необходимо точно измерить время пропускания тока, ток и падение напряжения иа нагревателе. Количество сообщенного системе тепла вычисляют по закону Джоуля [c.136]

При быстром протекании экзотермических реакций тепло ие успевает отводиться в окружающую среду и температура в зоне реакции начинает повышаться. По мере нагревания реагирующих веществ скорость реакции быстро увеличивается, а вместе с этим увеличивается и скорость тепловыделения. Одновременно растет и скорость теплоотдачи, но медленнее, чем скорость тепловыделения. Скорость реакции и, следовательно, скорость тепловыделения возрастают с повышением температуры по экспоненциальному закону (уравнение Аррениуса). Скорость теплоотдачи растет с температурой линейно, так как тепловой поток прямо пропорционален градиенту температуры. Начиная с некоторой температуры, теплоотдача отстает от теплообразования и реагирующая система саморазогревается, причем этот процесс идет ускоренно. В результате при повышении температуры реакция может закончиться воспламенением и взрывом. Температура, после достижения которой нарушается тепловое равновесие, называется температурой самовоспламенения она слун<ит характеристикой жидкого и газообразного топлива. [c.359]

Уравнение (1.1) есть математическое выражение первого закона термодинамики. Отметим, что в термодинамике условились считать тепло, приданное системе, положительным, а тепло, отданное системой,— отрицательным. Работа считается положительной, если она совершается системой над окружающей средой. [c.16]

Величина А5 = 52— 5] зависит только от начального и конечного состояний и не зависит от характера процесса, так как 5 является функцией состояния. Величина же д, т. е. количество тепла, полученного системой и превращенного в работу, зависит от того, обратим данный процесс или нет. В любом реальном необратимом процессе часть тепла теряется и не превращается в работу из-за теплопроводности, трения и других причин. Поэтому для таких необратимых процессов А8 >д/Т. С помощью второго закона термодинамики можно доказать, что уравнение (П.З) справедливо не только для идеального газа, но и для любого реального вещества. Таким образом, для любого тела при любом изотермическом процессе [c.34]

Отвод тепла из системы можно считать пропорциональным разности температур системы (7) и окружающей среды (Го) (закон Ньютона) [c.258]

В зависимости от характера связей между параметрами процесса или его физической модели математическое описание может быть представлено в виде алгебраических, дифференциальных или интегрально-дифференциальных уравнений. Для иллюстрации напомним, что дифференциальное уравнение теплопроводности, полученное на основе закона сохранения и закономерности переноса тепла, является математическим описанием класса явлений теплопроводности. Если схематизировать какой-нибудь отдельный случай теплопроводности, сфор" мулировать краевые условия и решить полученную замкнутую систему уравнений, то в результате мы будем иметь математическую модель рассматриваемого конкретного случая теплопроводности. В тех случаях когда для решения системы уравнений применяются вычислительные машины, математическое описание по существу уже является и математической моделью. [c.16]

Таким образом, первый, закон утверждает, что количество тепла, полученное системой, равно увеличению ее внутренней энергии и произведенной ею работы. Этот закон есть приложение универсального закона со- [c.10]

Термодинамически процесс растворения возможен, если — величина отрицательная при АО = 0 система переходит в состояние равновесия. Рассмотрим частные случаи. Первый частный случай — при образовании раствора тепло не выделяется и не поглощается, т. е. Л/ = 0, и изменение энтропии осуществляется по законам идеального газа, а именно [c.214]

Тепло, выделяемое системой, рассматривается как отрицательное, а работа, совершенная системой,— как положительная. При бесконечно малом ходе поршня условия процесса сжатия газа могут быть приняты постоянными и первый закон термодинамики выражается в дифференциальной форме так [c.169]

Это уравнение является аналитическим выражением первого закона термодинамики. В термодинамике тепло, поглощаемое системой, обозначают со знаком плюс , а выделяемое — со знаком минус . [c.65]

Знак минус перед dQ означает, что теплота относится к. отдельной системе и поток тепла от системы считается отрицательным. По пер-вену закону [c.130]

По второму закону термодинамики системы самопроизвольно и необратимо переходят от меньшей неупорядоченности к большей с увеличением энтропии. Поэтому энтропия является величиной положительной и измеряется количеством тепла на 1 моль вещества, отнесенным к Г. Если при подводе тепла температура системы изменяется, приращение энтропии определяется интегрированием функции [c.194]

Согласно первому закону термодинамики изменение внутренней энергии системы АЕ равно разности между количеством тепла ( , поглощенным системой из окружающей среды, и работой совершенной системой против внешних сил [c.73]

Выполнение необходимого режима закалки очень сильно влияет на выход продукта в плазмохимических реакциях. Так, при превращении метана в ацетилен достаточно запоздать с закалкой на 2-10 сек, чтобы концентрация ацетилена упала от 15,5 до 10% [3]. Уменьшение скорости закалки нитрозных газов в реакции синтеза окиси азота от 10 до 10 град сек снижает концентрацию окиси азота от 9,6 до 6,4%. Более того, необходимо не просто обеспечить среднюю скорость закалки в некотором диапазоне температур, но выдержать определенный закон dT/dt— f T) [4]. Нарушение этого закона в каком-либо диапазоне температур нельзя компенсировать увеличением скорости закалки в другом диапазоне. Однако обеспечить нужную скорость закалки и высокий выход продукта часто бывает недостаточно. В некоторых случаях важно не только быстро отвести тепло от системы, но и максимально его утилизировать. [c.413]

Количество тепла, полученное системой в квазистатическом процессе, определяется первым законом термодинамики d Q = dU — 4- р ( 7. Если считать внутреннюю энергию функцией от Г и V, то [c.60]

Следует отметить, что понятие пределы взрыва применяется в трех различных значениях. Во-первых, о пределах взрыва говорят тогда, когда определяется то давление (при определенной температуре), ниже которого не может произойти самопроизвольный взрыв. В этом случае взрыв имеет чисто тепловую природу. При экзотермической реакции может наступить такое состояние, когда отвод тепла из реагирующей системы будет меньше, чем теплота химической реакции. Это будет приводить к возрастанию температуры реагирующей системы и к резкому нарастанию скорости химической реакции по закону = Такое тепловое автоускорение реакции приведет к взрыву. [c.216]

Законы переноса вещества и тепла идентичны. Из-за развитой внутренней поверхности имеет место интенсивный теплообмен между обеими фазами, приводящий к гомогенизации системы. Поэтому становится вполне приемлемым использование закона Фурье q = — Я-эф grad Т, определяющего плотность теплового потока q в зависимости от градиента температуры и величины коэффициента эффективной теплопроводности зерна катализатора Хэф. Экспериментальные значения Хдф, найденные различными авторами, например [73], свидетельствуют о том, что на теплопроводность пористых зерен относительно слабо влияют теплофизические свойства твердого материала. Большое влияние оказывает теплопроводность газовой фазы. Однако решающее значение на величину зф оказывают геометрические характеристики структуры, особенно величины площадей наиболее узких мест или окрестности областей спекания, сращивания, склеивания частиц друг с другом. Для приближенной оценки величины Хэф можно рекомендовать монографию [74], в которой представлен значительный объем экспериментальных данных по дисперсным материалам. [c.157]

К фундаментальным знаниям относятся общие закономерности, основанные на фундаментальных законах или теориях процесса. Эти знания характеризуют теоретический уровень рассмотрения проблемы, являясь основополагающими при построении системы. Это, нанример, закон сохранения вещества, энергии и импульса, термодинамические условия фазового равновесия, законы кинетики химических реакций, тепло- и массопереноса и т. д. Выражение закона или закономерности обычно многовариантное в силу общности, и конкретизация обеспечивается раз- [c.89]

Большинство процессов переработки газов сопровождается отводом или подводом энергии к системе в виде работы или тепла. Эти изменения энергетического уровня системы проще всего выразить с помощью первого закона термодинамики, который является законом сохранения энергии и наиболее просто выражается в виде уравнения [c.103]

Получение холода связано с передачей тепла, отнимаемого от охлаждаемого тела, другому телу, имеющему более высокую-температуру, т. е, с переходом тепла от менее нагретого тела к более нагретому. Согласно второму закону термодинамики, такой переход сам по себе невозможен, так как сопровождается уменьшением энтропии системы, в которой происходит теплопередача. [c.524]

Химическая реакция сопровождается выделением или поглощением тепла. В соответствии с первым законом термодинамики тепловой эффект химической реакции О при постоянном давлении равен изменению внутренней энергии системы ДС/ и работы А, совершаемой системой при изменении ее объема (расширение или сжатие) в результате химической реакции [c.622]

В основу энергетического баланса положен закон сохранения энергии, согласно которому в замкнутой системе сумма энергий всех видов постоянна. Частным и наиболее распространенным в химическом производстве видом энергетического баланса является тепловой баланс приход тепла в данной технологической операции равен расходу тепла в ней, что записывается в форме уравнения теплового баланса [c.89]

Мерою интенсивности теплопередачи при установившихся температурах в системе является коэффициент теплопередачи к. Обычно в системе имеются две среды с конвекцией (коэффициенты теплоотдачи 1 и аз), разделенные поверхностью нагрева, например, стенкой трубки с коэффициентом теплоотдачи 21 равным, по законам теплопроводности, отношению теплопроводности к толщине стенки (Х1Ь). Расположение слоев такое же, как при тепло-, передаче через трехслойную стенку. [c.341]

Важный вопрос теории рассматриваемого метода исследования - учет роли переноса тепла излучением в среде, полупрозрачной для инфракрасного теплового излучения. Этот вопрос относится к одной из самых серьезных проблем, возникающих при изучении теплопроводности жидкостей. Наличие радиационного переноса тепла путем переизлучения в среде может не только су щественно искажать данные по теплопроводности, но и приводить к нарушению закона Фурье со всеми вытекающими отсюда последствиями. В этих условиях теряет смысл понятие коэффициент теплопроводности, перенос тепла становится зависящим от кон( и-гурации системы, от излуча-тельных свойств поверхностей и т.п. (к этому вопросу мы вернемся в гл. У, 2 при обсуждении данных по теплопроводности углеводородов). Б работе /15, 18/ были проведены расчеты вклада радиационного переноса для плоских температурных волн и показано, что в экспериментах с плоскими зондовыми датчиками измеряемая теплопроводность является чисто молекулярной, свободной от радиационного вклада. В /10/ этот важный вывод был распространен на эксперименты с проволочными датчиками. [c.8]

Ниже будет показано, что в адиабатических (без подвода тепла) скачках сжатия происходит увеличение энтропии газа,, а в адиабатических скачках разрежения, если бы они существовали, энтропия должна была бы уменьшаться. Этим доказывается законность существования адиабатических скачков давления и одновременно невозможность возникновения адиабатических скачков разрежения (как известно из термодинамики, в конечной замкнутой системе энтропия убывать не может). В полном соответствии с этим находится тот известный факт, что наблюдаемые иногда в действительности скачки разрежения (скачок конденсации, фронт пламени) получаются только при подводе тепла в область скачка, т. е. в таких условиях, когда и при скачке разрежения энтропия газа растет. Нужно заметить, что возникновение скачков разрежения при подводе тепла к газу отнюдь не противоречит процессу, изображенному на рис. 3.1, В самом деле, если в области пониженных давлений В за счет подвода тепла получается температура выше, чем в области 8 [c.115]

Согласно первому началу термодинамики — закону превращения и сохранения энергии, тепло dQ, сообщенное какой-либо системе, идет на увеличение ее внутренней энергии dU и на совершение работы против внешних сил, в частности против внешнего давления. [c.227]

Система может поглотить из окружающей среды некоторое количество тепла или отдать его в окружающую среду. Первый закон применим в равной мере к тем случаям, когда поглощение тепла вызывает повыщенпе температуры (например, когда кристалл поглощает теплоту при нагревании ниже точки плавления), так и к тем случаям, когда температура остается постоянной (например, при нагревании кристалла в точке плавления). Бесконечно малое количество тепла, поглощаемого системой, обозначается через д. [c.235]

Широко распространено мнение, что понятие энергии является более доходчивым, чем энтропии, хотя обе эти величины оиределяются из одних и тех же эксиернментальных данных поэтому полезно вернуться к первому и второму закону термодинамики, чтобы подчеркнуть этот аспект изложения. Каяэдая система обладает некоторым свойством, называемым энергией Е, причем возрастание энергии dE при изменении состояния системы можно пайти, измеряя поглощепиое ири этом тепло и вычитая совершенную системой работу. Каждая система также обладает некоторым свойством, называемым энтропией S, причем возрастание энтронии dS можно найти, измерив тепло, поглощенное системой нри обратимом процессе, и разделив его на температуру Т, при которой происходит поглощение или выделение тепла. [c.236]

Здесь величина д — количество тепла, получаемое системой извне, А 7 — изменение внутренней энергии системы и А — работа, совершаемая системой. Формула (2.9) выражает тот факт, что получаемое системой тепло расходуется на изменение ее внутренней энергии и на совершаемую ею работу. Выражение (2,9) представляет собой одну из частных формулировок закона сохранения энергии, предугаданного еще Ломоносовым (1759) и получившего свое обоснование в работах Карно (1824), Гесса (1840), Джоуля (1840), Майера (1842) и Гельмгольтца (1847). Входящая в (2.9) величина А обычно представляет собой работу расширения (или [c.15]

Рассмотрим закон закалки нитрозных газов, представленный на рис. 7.7, рассчитанный в [88] по кинетическим данным разложения N0. Видно, что необходимая скорость закалки достигает максимального значения при температуре начала закалки, а затем резко падает. Однако в ряде случаев важно не только быстро отвести тепло от системы, но. и мак- симально его утилизировать. Часто лишь в этом случае удается обеспечить экономическую эффективность процесса. [c.309]

Согласно первому закону термодинамики, различньге виды энергии могут переходить друг в друга, но при этих превращениях энергия не исчезает и не появляется из ничего. Это означает, что для замкнутой системы А / = = АС — В , где Ш — изменение внутренней энергии системы АС — тепло, поглощенное системой W — работа, совершенная системой над ее окружением. - [c.9]

Если и в этом случае элемент объема остается вблизи температуры воспламенения, то его температура продолжает подниматься по экспоненциальному закону вплоть до взрыва. Температура смежных элементарных объемов будет повышаться вследствие теплопроводности, а так как на границе этих объемов температура уже достигла точкп воспламененпя, произойдет взрыв. Как только любой элементарный объем достигает критического предела воспламенения в открытой системе, образуется волна давления, которая распространяется в системе со скоростью звука. За этой волной следует более медленно распространяющаяся тепловая волна (скорость ее движения определяется скоростью выделения тепла в реакции и теплопроводностью системы). Движущей силой для таких волн является тепло, выделяющееся в реакции диффузия препятствует распространению волны. [c.398]

Первый закон термодинамики, который называется также законом эквивалентности теплоты и работы, является одним из частых случаев закона сохранения энергии и служит основой всех тепловых и энергегических расчетов. Этот закон формулируют следующим образом тепловая энергия не может ни исчезнуть бесследно, ни возникнуть вновь из ничего она мом<ет только перейти в строго эквивалентное количество энергии другого рода. При этом установлено, что если система поглощает извне или отдает в окружающее пространство тепло, то последнее расходуется только на изменение внутренней энергии данной системы и на совершение ею внешней работы (если таковая имеет место в данном процессе). Таким образом, если внутре1шяя энергия какой-либо системы (например, газа в сосуде и т. п.) после сообщения этой системе некоторого количества тепла (ЛQ) изменилась на Д(7, то, согласно первому закону термодинамики, имеем [c.66]

После продолжительных дискуссий авторы решили поступить с единицами системы СИ следующим образом. Существует традиционная привязанность к калории как единице тепла, и пройдет еще немало времени, пока она исчезнет из научной литературы. Тем не менее ясная логика системы СИ, легкость пользования ее единицами и обеспечиваемая ими очевидность взаимосвязи между теплотой, работой и энергией-все это говорит в пользу перехода к единицам, которые будут стандартными для следующего поколения химиков. Единицы системы СИ и их обоснование даются в приложении 1. Калория упоминается в этой книге постольку, поскольку каждый ученый должен знать, что она собой представляет, но все расчеты проводятся в джоулях. Термодинамические таблицы в приложении 3 и в других разделах книги составлены в джоулях. В то же время авторам не хочется быть чрезмерно педантичными и выплеснуть вместе с водой и ребенка . Поэтому стандартная атмосфера (101 325 паскалей) рассматривается как удобная производная единица в расчетах, связанных с газовыми законами, а элементарный заряд электрона (0,16022 аттокуло-на)-как удобная единица для выражения заряда ионов. Внимательный читатель обнаружит, кроме того, в тексте и ангстремы, за которые мы не собираемся приносить извинения. Нашей задачей является воспитание грамотных ученых и эрудированных людей, которые смогут читать, понимать и использовать как старую, так и новую научную литературу. [c.11]

Приведены примеры топологического описания отдельных фрагментов гетерофазных ФХС, гидравлических систем и некоторых моделей механики сплошной среды. Описаны два подхода к построению связных диаграмм гидравлических систем. В основе первого подхода лежит аналогия между законами движения твердого тела и деформируемого материального континуума. При этом конечный объем деформируемой сплошной среды рассматривается как единое целое, для которого справедливы те же законы динамики, что и для твердого недеформируемого тела. Второй подход основан на использовании понятия псевдоэнергетических переменных, инфинитезимальных операторных элементов и обобщенных диаграмм связи баланса субстанции произвольного вида. Основное достоинство этого подхода состоит в наглядности представления структуры физико-химических явлений, происходящих в элементарном объеме сплошной среды. Последнее особенно важно при описании сложных ФХС, к которым относятся многофазные многокомпонентные системы, где протекают процессы тепло- и массопереноса совместно с химическими реакциями и явлениями электрической и магнитной природы. [c.182]

Разница во времени до разрушения при статическом разрушении и циклическом объясняется явлением саморазогрева при циклических нагрузках [92]. Такая реакция твердых тел на периодическое дискретное воздействие указывает на колебательные явления, лежащие в основе существования и движения дислокаций. Выделение энергии при движении дислокаций в виде тепла способствует перераспределению ее в системе и включению в движение дополнительного количества дислокации или их скоплений. Передача тепловой энергии электронами значительно эффективнее, чем передача волн деформации фононами, поэтому процессы разрушения термически активируемы. Именно в этом можно усмотреть различия между ползучестью, ма1юцикловой и термоусталостью, а также объяснить фактическое невыполнение линейного закона суммирования. [c.144]

Согласно термодинамическим способам повышения эффективности синтезируемых. ТС, вытекающим из эксергетического метода термодинамического анализа, потери эксергии в кавдом из УТ системы минимальны, если обеспечивается максимизация 7 / и минимизация Тг- в операциях теплообмена между потоками С3,29,31,7]. Из эвристических правил синтеза ТС, полученных, исходя из 2-го закона термодинамики, известно, что, чем выше температура теплоносителя-нагревателя, тем выше КПД цикла, тем выше степень рекуперации тепла. Поэтому рекуперацию тепла рекомендуется осуществлять при возможно более высокой температуре [ 3,29,31,56-60]. Следовательно, исходя из этих двух основных, на данном этапе синтеза ТС, способов повышения эффективности процесса теплообмена для максимизации 7 , необходимо выбирать горячий поток с наибольшей . Тогда, и только тогда, обеспечивается наибольшая рекуперация тепла в кавдом из УТ, совокупность которых составляет ТС. [c.70]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология