Диффузия температуры на скорость

Из 9.1 следует, что скорость реакции (в) тормозится десорбцией водорода с поверхности угля, значит процесс газификации протекает в переходной области (глава VI) и может быть интенсифицирован факторами, ускоряющими как химическую реакцию (повышение температуры и давления), так и диффузию (увеличение скорости дутья и использование реакторов, конструкция которых обеспечивает максимальное развитие поверхности контакта фаз и их перемешивание). [c.211]

Температура грунта, которая в зависимости от географической широты, климатических условий, времени года и суток может меняться в пределах от —50 до 4-50° С, влияет на кинетику электродных процессов и диффузии, определяющих скорость грунтовой коррозии металлов. Обычно наблюдается экспоненциальное возрастание скорости грунтовой коррозии металлов с увеличением температуры, которое в координатах lg Кт (скорости коррозии) — 1/Т дает прямую линию (рис. 279). [c.388]

При изменении температуры на 10° С скорость диффузии, как показывает опыт, изменяется приблизительно в 1,2 раза, а скорость химической реакции — в 3—4, раза. Поэтому при понижении температуры скорость химической реакции убывает быстрее, чем скорость диффузии, и прн низких температурах процесс чаще протекает в кинетической области. [c.312]

При диффузии газа в жидкость, с которой он химически взаимодействует, может происходить повышение температуры вблизи поверхности абсорбента, во-первых, из-за экзотермичности физической абсорбции, а во-вторых (в еще большей степени), вследствие экзотермичности химической реакции. При достаточно большом увеличении температуры это может отразиться на скорости абсорбции вследствие воздействия на растворимость, коэффициент диффузии и скорость реакции. В последующих расчетах принимается, что потери тепла с поверхности жидкости в газовую фазу отсутствуют. Разумеется, при наличии таких потерь повышение температуры поверхности будет менее значительным, поэтому полученный результат дает завышенное, по сравнению с действительным, значение температурного роста. [c.61]

С макроскопической точки зрения явления роста (растворения) кристаллов, диффузии молекул растворенного вещества к грани кристалла (или от нее), выделение скрытой теплоты кристаллизации (растворения) и переноса тепла в жидкой и твердой фазах, формирование полей концентраций, температур, скоростей в окрестности отдельного кристалла можно отнести к классу детерминированных систем. Однако системам присущи и явления стохастического характера зародышеобразование, агломерация и [c.3]

II1-4-2. Необратимая реакция первого порядка. Рост температуры при необратимой реакции первого порядка вычислен Данквертсом исходя из предположения, что он не достаточен, чтобы заметно воздействовать на растворимость, коэффициент диффузии и скорость реакции. Полученное соотношение может использоваться для проверки того, справедливо ли названное предположение в каждом конкретном случае или же, наоборот, тепловой эффект оказывает заметное влияние на скорость абсорбции. [c.62]

С повышением температуры скорость коррозии в морской воде растет, что определяется увеличением скорости электрохимической реакции и падением омического сопротивления электролита, а также интенсификацией конвекционных потоков, которые ускоряют процессы диффузии растворенного кислорода в воде. Известно, что изменение температуры электролита от 20 до 40 °С приводит к ускорению коррозионных процессов примерно в 2 раза. [c.186]

В первом случае (который обычно имеет место при меньших температурах) наблюдаемая скорость процесса определяется величиной константы скорости /г, и в этом случае говорят, что она лимитируется химической реакцией. Во втором случае (который обычно имеет место при более высоких температурах) скорость зависит от параметров Д и х, и в этом случае говорят, что процесс лимитируется диффузией. [c.38]

В определенных геометрических и гидравлических условиях можно рассчитать скорость переноса массы с помощью диффузии. Если реакция протекает в области внешней диффузии, то ее скорость должна соответствовать рассчитанной скорости диффузии. Если скорость реакции много меньше этой величины — это значит, что реакция протекает в кинетической области. Очевидно, что скорость реакции не может превышать скорость диффузии. Если условия не позволяют точно рассчитать перенос массы, а эксперимент указывает на увеличение скорости реакции с увеличением скорости потока, то можно считать, что на скорость реакции влияет перенос вещества. Сильное влияние температуры свидетельствует о том, что процесс идет в кинетической области. [c.96]

Для оценки эффективности возможных путей воздействия на скорость гетерогенной реакции очень важно знать, какая из стадий ее является в данных условиях наиболее медленной и, следовательно, определяющей скорость реакции в целом. В одних случаях этой стадией являются процессы диффузии того или другого компонента реакции из объема фазы к поверхности раздела или наоборот. В других —само химическое взаимодействие на поверхности раздела. Различие между этими случаями наиболее сильно проявляется в зависимости скорости реакции от температуры. Скорость диффузионных процессов изменяется с температурой сравнительно слабо (примерно на 1—3% на градус), а скорость химического взаимодействия—значительно сильнее (примерно на 10—30% на градус, в зависимости от энергии активации). [c.489]

Сложнее зависимость изотермической перегонки от температуры, которая влияет и на растворимость, и на скорость процессов первой и третьей стадии. Чем меньше растворимость, тем больше роль этих стадий в кинетике всего процесса. Растворимость может увеличиваться, а может и уменьшаться с повышением температуры. В то же время повышение температуры всегда приводит к ускорению стадий растворения и роста частиц. Может случиться так, что при одной температуре лимитирующей является первая стадия, а при другой — вторая стадия. Обычно константы скорости химических реакций, к которым можно отнести стадии растворения и роста частиц, увеличиваются с повышением температуры быстрее, чем константа скорости диффузии. Например, при повышении температуры на 10°С коэффициент диффузии в растворах увеличивается на 30—40%, а константа химической реакции возрастает в 2—4 раза. Это обусловлено тем, что энергии активации процесса в диффузионной области находятся в пределах 5— 20 кДж/моль, а в кинетической области 50—200 кДж/моль. Таким образом, с понижением температуры скорости первой и третьей стадии изотермической перегонки резко уменьшаются по сравнению со скоростью диффузионной стадии и могут стать лимитирующими скорость протекания всего процесса перегонки. [c.278]

Полученные результаты показывают, что скорость реакции сильно зависит от концентрации перекиси водорода (рис. 194), причем максимум скорости относится к концентрациям 35—40% мол. С повышением температуры скорость реакции увеличивается так, что логарифм скорости находится в линейной зависимости от обратной температуры. В области 10°С прямая имеет излом вследствие наложения влияния диффузии. Энергия активации чисто радиационной реакции равна 6,5 ккал моль эта величина близка к энергии активации при проведении этой реакции в виде фотохимической. Зависимость скорости от концентрации [c.555]

При низкой температуре скорость химической реакции достаточно медленна и СО2 постоянно обновляется диффузией в поры кокса. Вся поверхность, включая тонкие поры, находится в контакте с газовой фазой примерно постоянного состава. Говорят, что реакция протекает в кинетической области, потому что скорость газификации зависит исключительно от скорости химической реакции. [c.194]

Если поднять температуру, скорость химической реакции быстро возрастает, тогда как скорость обновления газов в порах (скорость диффузии) растет значительно медленнее. Менее доступные поры закупориваются получающимся СО и их поверхность принимает все меньшее участие в реакции. Весь СО2, попадающий в поры, поглощается, и скорость газификации ограничена количеством газа, диф- [c.194]

Наиболее часто в исследованиях используют различные модификации модели послойного горения [145-148, 151]. При обосновании выбора такой модели обычно исходят из следующих предпосылок [75, 147]. При достаточно высокой температуре скорость горения кокса начинает тормозиться скоростью транспорта кислорода к поверхности окисления. В случае сферического зерна реакция протекает исключительно по сферической границе раздела, которая непрерывно перемещается по направлению к центру зерна. При этом суммарная скорость реакции лимитируется скоростью диффузии кислорода через освободившиеся от кокса поры зерна в зону химической реакции. В этой зоне кислород полностью расходуется, и дальнейшей диффузии к центру зерна не происходит. В работе [23] приведены многие экспериментальные данные, качественно иллюстрирующие описанный выше характер удаления кокса. Однако регенерацию закоксованных катализаторов не всегда проводят во внутридиффузионном режиме. Иногда для предотвращения возможных перегревов процесс рекомендуют начинать при низких начальных концентрациях кислорода [75, 147, 149]. В таких условиях процесс протекает практически в кинетической области, поэтому скорость удаления кокса примерно одинакова в любой точке по радиусу зерна. Понятно, что подобную закономерность выжига кокса модель послойного горения воспроизвести не может. [c.71]

Обсуждаемые кинетические выражения были выведены для условий, при которых скорость реакции не лимитируется диффузией. Измерения скорости, проведенные на катализаторе с различными размерами гранул, показали, что диффузия оказывает заметное влияние, особенно при высоких температурах. Это иллюстрируется данными табл. 26, где сравниваются скорости реакции для различных размеров катализатора. Измерения были сделаны в дифференциальном реакторе при 500° С и 100 ат с использованием исходной газовой смеси Из N2 = 3 1, содержащей 4% МНз. [c.169]

Для расчета распределения температур, скоростей и концентраций в закрученном потоке используются уравнения движения, неразрывности, энергии и диффузии. Уравнения составляются в цилиндрической системе координат с азимутальной симметрией локальных параметров. При расчёте закрученных потоков используют интефальные методы, связанные с определением энергетических потерь, интенсивности тепло- и массообмена при турбулентном режиме [12], но с учетом особенностей распределения скоростей и давлений в радиальном направлении, возникающих под действием поля центробежных массовых сил. В закрученном потоке нарушаются многие исходные предпосылки в области пристенного течения, которые используются при построении интегральных методов расчета осевых течений в каналах. [c.15]

Абсорбция и адсорбция газов зависят от переноса молекул газа из общей массы к поверхности жидкости или твердого тела. В случае жидкости молекулы газа в дальнейшем диффундируют во всем объеме жидкости, тогда как на поверхности твердого тела они удерживаются физическими (Ван-дер-Ваальса) или химическими (хемосорбция) силами. Когда поверхность жидкости или твердого тела вступает в контакт с покоящимся газом, диффузия молекул газа протекает по законам молекулярной диффузии, и скорость ее зависит от температуры и давления газа и типа газовых молекул. Скорость переноса молекул Na в мольных единицах на единицу площади за единицу времени описывается законом Фика [c.103]

При катодной поляризации или контакте титана с более активным металлом в кислотах, подобных H I, на поверхности металла может образовываться пленка гидрида титана. Однако при комнатной температуре скорость диффузии водорода в титане незначительна и существенное проникновение водорода в металл, приводящее к охрупчиванию, наблюдается только при температурах выше 80 °С [15]. [c.374]

Представьте график зависимости скорости диффузии и скорости химической реакции от температуры для гетерогенной реакции и укажите, в каком интервале температур реакция протекает в диффузионной области, а в каком —в кинетической. Каков порядок величины энергии активации в диффузионной области и каков — в кинетической [c.83]

Изменение температуры морской воды влияет неоднозначно -кривая имеет максимум скорости коррозии. Это объясняется тем, что электрохимическая коррозия металлов в нейтральных средах, протекающая с кислородной деполяризацией, зависит от диффузии кислорода к поверхности металла. В начале повышения температуры скорость подвода кислорода растет, что и приводит к увеличению скорости коррозии. При дальнейшем повышении температуры кислород выделяется из раствора, его концентрация в растворе снижается, что и приводит к уменьшению скорости коррозии, [c.42]

Аналогичное положение имеет место и при реакциях горения с участием окислителя. При низких температурах скорость химического взаимодействия горючего и окислителя мала. Она намного меньше скорости их взаимной диффузии, которая поэтому почти не влияет на ход процесса. Считается, что процесс горения протекает в кинетической области и его следует рассматривать как чисто химический процесс. [c.5]

В механике непрерывных сред точка в жидкости — это очень маленький объем в макроскопическом масштабе, но достаточно большой объем в микроскопическом масштабе, позволяющий оценивать локальные изменения температуры, скорости, концентрации и т. д. Применяя такой же подход к определению концентрации для наших систем, мы столкнемся с трудностями, поскольку, как было показано ранее, практически всегда смешение в полимерных системах осуществляется путем конвекции при отсутствии молекулярной диффузии. Согласно этому механизму процесс смешения — не что иное как объемное перераспределение одного компонента в другом. Из этого следует, что в любой точке системы согласно данному выше определению должен находиться один компонент либо дисперсионная среда, либо дисперсная фаза. Другими словами, если отсутствует молекулярная или турбулентная диффузия , то смесь в пределах точки будет полностью разделена на компоненты. Если же под концентрацией в точке понимать представительную концентрацию внутри небольшого локального объема, значительно превышающего объем предельной частицы или размеры сегрегированной области, но гораздо меньшего, чем объем исследуемой пробы (см. ниже), то можно провести анализ эффективности смешения. Разумеется, определенную таким образом концентрацию нельзя использовать для оценки, например, скорости реакции, протекающей по молекулярному механизму. В этом случае величины локальных объемов, связанных с такой точкой , гораздо меньше, чем в нашей точке . [c.185]

Как известно, теплота адсорбции какого-либо компонента на твердом адсорбенте всегда положительна [216]. Поэтому в соответствии с требованиями термодинамики при физической адсорбции количество адсорбированного вещества при постоянном давлении должно уменьшаться с увеличением температуры. Скорость процесса адсорбции в основном определяется скоростью диффузии молекул адсорбируемого вещества в поры адсорбента [217]. [c.288]

Такое перескакивание молекул, очевидно, определяет возможность их теплового перемещения в жидкости, или самодиффузии. При увеличении температуры скорость самодиффузии возрастает, так как при этом молекула, расположенная рядом с дыркой, имеет большую вероятность приобрести энергию, необходимую для преодоления энергетического барьера. Помимо этого скорость диффузии растет с температурой из-за увеличения числа дырок в результате термического расширения жидкости. Минимальная энергия, необходимая для того, чтобы молекула жидкости могла переместиться из одного временного положения равновесия в другое, называется энергией активации диффузии. Эта величина зависит от компактности упаковки молекул, их размера и от межмолекулярных сил. [c.56]

При охлаждении аустенит делается термодинамически неустойчивой фазой при температурах ниже 727° С термодинамически устойчив перлит или перлит с избытком феррита или цементита. Чем больше переохлаждение, тем больше разность энергий Гиббса аустенита и перлита, стимулирующая превращение. Но, в то же время, чем больше переохлаждение (т. е. чем ниже температура), тем медленнее протекает диффузия атомов. В результате одновременного действия этих противоположных тенденций скорость превращения аустенита в перлит оказывается максимальной при небольших переохлаждениях, т. е. при медленном понижении температуры. При больших же переохлаждениях, при быстром снижении температуры, скорость диффузионных процессов приближается к нулю и превращение становится невозможным. Однако кристаллическая решетка же,леза перестраивается при любой скорости охлаждения, так что в результате понижения температуры 7-железо превращается в /3- и а-железо. Таким образом, в основе закалки стали лежит превращение аустенита в пересыщенный твердый раствор углерода в а-железе. Эта фаза носит название мартенсита, будучи термодинамически неустойчивой, она не находит отражения на диаграмме состояния. [c.626]

Если реакция протекает в кинетической области, то скорость химической стадии меньше скорости диффузии и химическая стадия тормозит суммарный процесс. При повышении температуры скорость химической стадии сильно возрастает и может оказаться больше скорости диффузии. В этом случае суммарный процесс лимитируется диффузией, т. е. реакция протекает в диффузионной области. [c.319]

Коэффициент В называется коэффициентом диффузии. Он зависит от природы диффундирующего вещества и среды, а также от температуры. Коэффициент диффузии увеличивается с повышением температуры по закону, аналогичному уравнению Аррениуса. Однако энергия активации диффузии в газах или жидкостях обычно не превышает 1—4 ккал/моль, т. е. во много раз меньше энергий активации химических реакций. Следовательно, с повышением температуры скорость диффузии растет значительно медленнее (у—1,1), чем скорость химического процесса (у —2—4). [c.293]

Когда к ц соизмеримы друг с другом, наблюдается переходная область. При этом с повышением температуры скорость химической реакции увеличивается и процесс сдвигается в диффузионную область. С другой стороны, увеличение интенсивности перемешивания приводит к увеличению скорости диффузии (вследствие уменьшения б) и сдвигу процесса в кинетическую область. Полезно также иметь в виду, что для газов коэффициент диффузии зависит от давления (обратно пропорционален давлению). Поэтому уменьшение давления увеличивает вероятность протекания реакции в кинетической области. [c.295]

Интересно, что в случае внутри-диффузионной кинетики эффективная константа скорости зависит не только от коэффициента диффузии в плотной фазе, но и от константы скорости реакции. Это приводит к более сильной, чем для внешней диффузии, зависимости скорости реакции от температуры. Например, в соответствии с (6.52) эффектив- [c.296]

Характер зависимости скорости реакции от линейной скорости потока или температуры позволяет определить наличие диффузионной стадии. Влияние диффузии на скорость реакции можно проанализировать при помощи соотношений, выведенных для коэффициентов массопередачи. Такая методика предложена Янгом и Хоу-геном . Пример числового расчета приведен ниже. [c.222]

Однако следует отметить, что величина Е редко превышает 1000—2000 кал1моль, т. е. во много раз меньше энергий активации большинства химических реакций. Следовательно, с по- в[)1шением температуры скорость диффузии будет расти значительно медленнее, чем скорость химического процесса. [c.296]

Мембраны из поликомпонентных сплавов на основе палладия, серебра и никеля допускают эксплуатацию при температурах до 600 °С, при этом необходима предварительная очистка разделяемой газовой смеси от серосодержащих соединений, окиси углерода, галогеивдов и других примесей, которые способны образовывать с металлами устойчивые химические соединения (гидриды, карбиды, нитриды, оксиды), снижающие скорость диффузии. Следует помнить, что при более низких температурах, помимо снижения коэффициента диффузии, падает скорость диссоциации газа и химическая стадия процесса проницания становится лимитирующей. [c.119]

При сравнительно низких температурах сырья общая скорость коксообразования является функцией скорости реакции, зависящей от температуры степо1к реакционной зоны змеевика. При более высоких температурах скорость процесса определяется скоростью диффузии реагирующих веществ из объема потока к поверхности змеевика [55]. [c.276]

Наиболее надежным методом определения области протекания реакции является независимое определение скорости массодере-носа. Это можно сделать, определив в условиях процесса скорость реакции, заведомо лимитируемой диффузией, например скорость окисления сульфита или озонирования двойной связи органических соединений. Конечно, и этот метод не свободен от ошибок за счет приравнивания скоростей массопереноса для различных реакций (см. гл. 13), но более надежен, чем косвенные определения. При использовании этого метода надо знать константы фазового равновесия, чтобы оценить истинные константы скорости реакции и правильно пересчитывать процесс на другие условия температур и давлений. [c.75]

Для более надежного определения кинетических характеристик опыты проводили при низких темпарагрурах, так как при таких температурах скорости реакций еще малы и диффузия, вещеотва, не сильно искажает кинетику. [c.68]

Температура оказывает большое влияние па скорость электрохимнческой коррозии металлов, так как изменяет скорость диффузии, иереиапряжение электродных процессов, растворимость продуктов коррозн[[ и т, д. С повышением температуры скорость коррозии, как и многих электрохимических процессов, обычно возрастает, за исключением некоторых случаев, когда наблюдается обратное явление, В более частом случае, когда увеличение скорости электрохимической коррозии J ызывaeт я повышением температуры, температурная зависимость имеет [c.76]

Высокую удельную поверхность сырого катализатора трудно сохранить при прокаливании. Убыль свободной поверхностной энергии твердого тела термодинамически обусловлена. Поэтому твердые вещества с высокой удельной поверхностью всегда спекаются. Скорость этого процесса зависит от температуры, газовой среды, физических и химических свойств твердого вещества. При достаточно низких температурах скорость спекания незначительна. Обычно спекание начинается с поверхностной диффузии и резко ускоряется, когда температура поверхностп достигает одной трети абсолютной температуры плавления. По мере повышения температуры, как правило, происходит смена лимитирующей стадии спекания — с диффузии по границам зерен на диффузию в объеме решетки. Взаимная ориентировка частиц и пористая структура сильно изменяются. При еще более высоких температурах большое значение приобретают процессы испарения и конденсацпи. [c.26]

Разумеется, в реальных условиях при нагреве и облагораживании нефтяных углеродов происходят физико-химические. процес-сы, осложненные теилотехническими и гидродинамическими факторами и структурой исходного углерода все это влияет па суммарную (эффективную) константу скорости всех реакций. Вследствие отставания при повышенных температурах скорости диффузии от скорости химической реакции суммарная скорость гетерогенного процесса лимитируется диффузионными факторами. [c.194]

Разумеется, в реальных условиях при нагреве нефтяных коксов происходят более сложные физико-химические процессы. Кроме того, стадии процесса облагораживания могут осложняться теплотехническими и гидродинамическими факторами, влияющими на суммарную (эффективную) константу скорости реакции. Вследствие отставания при повышенных температурах скорости диффузии от скорости химической реакции суммарная скорость гетерогенного процесса начинает лимитироваться диффузионными факторами. С учетом указанных сложностей предлагается [47, 172] представить механизм облагораживания кокоов в следующем виде. [c.200]

Таким образом, вследствие отставания прп повышении температуры скорости диффузии от скорости химической реакции суммарная скорость гетерогешюго процесса начинает лимитироваться диффузионными факторами. [c.236]

Так как с повышением температуры скорость собст мической реакции возрастает значительно быстрее, чем диффузии, то [c.518]

Кислород воздуха медленно диффундирует внутрь полимера, чем и объясняется сравнительно малая скорость глубинного окисления изделий из полиэтилена, поэтому процесс окисления поли- )тилена развивается преимущественно на поверхности образца. ( повышением температурь скорость диффузии кислорода в полиэтилене возрастает, одновременно увеличивается и скоросп, реакции окисления. Если при комнатной температуре полиэтилен, защищенный от прямого воздействия солнечных лучей, можно сохранять н течение 3 лет без аметного изменения свойств полимера, то при 160° уменьшение эластичности, морозостойкости, прочности и ухудшение диэлектрических свойс тв полиэтилена наблюдается уже через час. [c.212]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология