Условия химического равновесия течения

Условия химического равновесия течения 22 [c.290]

Условие химического равновесия. Всякая химическая реакция протекает, вообще говоря, как в прямом, так и в обратном направлениях. До наступления равновесия реакция в прямом направлении преобладает над обратной. При равновесии обе противоположные реакции идут с одинаковыми скоростями, так что масса вещества каждого сорта с течением времени не изменяется. Найдем условие химического равновесия. [c.196]

Если dSR = Oy T. e. константа скорости реакции стремится к нулю, мы вновь приходим к уравнению (1.29). При равновесном течении = поскольку это и есть условие химического равновесия. [c.22]

Диссоциацией называется реакция разложения химически сложного вещества на более простые, которая может возникнуть, если изменятся условия, в которых находится исходное вещество (т. е. его давление или температура). Начавшись, диссоциация продолжается до тех пор, пока между исходным веществом и ее продуктами не установится химическое равновесие, соответствующее новым условиям. После этого видимое течение реакции прекращается. [c.275]

При быстром изменении состояния газа (течение в сопле, при обтекании тел и др.) термодинамическое равновесие может не успевать устанавливаться. В этом случае надо рассматривать неравновесные процессы. Однако в некоторых случаях изучение неравновесных процессов упрощается. Так, из опытов известно, что распределение энергии по различным степеням свободы частиц происходит крайне неодинаково, время установления равновесия по колебательным степеням свободы на несколько порядков больше, чем по поступательным и вращательным степеням свободы, еще более медленно осуществляется равновесие по составу смеси при диссоциации и ионизации. Инертность, с которой устанавливается химическое равновесие, а также замедленное возбуждение колебательных степеней свободы позволяют ожидать, что в тех случаях, когда время релаксации какого-либо из инертных процессов намного больше характерного времени процесса, возникают условия замороженного течения, [c.85]

На фиг. 2 дано сравнение концентраций компонентов воздушной смеси на критической линии течения, полученных из решения задачи в рамках уравнений Навье -Стокса и модели частичного химического равновесия, с равновесными значениями. Из сравнения следует заключить, что в рассмотренных условиях обтекания полное равновесие не достигается. [c.185]

Заключение. Модель частичного химического равновесия разработана и применена для численного исследования гиперзвуковых течений многокомпонентных газовых смесей около затупленных в рамках уравнений Навье - Стокса. Для рассмотренных в работе условий обтекания получено существенное упрощение диффузионной части задачи точность предложенного подхода продемонстрирована сравнением с результатами расчетов задач в полной постановке. [c.186]

Кинетическое давление Рк, рассчитанное по модели, основанной на замене проточной части ступени одним каналом, как видно из табл. 4.17, оказывается ниже равновесного давления Ре. Условие Рк<Ре означает, очевидно, что для получения работы, равной работе равновесного режима течения, в случае кинетического расширения требуется срабатывание более значительного перепада давления. Это же условие позволяет заключить, что отклонение от состояния термохимического равновесия, приведшее к срабатыванию меньшего перепада давления по сравнению с равновесным перепадом давления (см. табл. 4.15 и 4.16), приведет к уменьшению работы, передаваемой от газа к рабочему колесу. Полученные результаты указывают на необходимость учета конечности скорости химических реакций при профилировании проточной части соплового аппарата и рабочего колеса ступени. [c.175]

Система, состоящая из химически однородной жидкости. В такой системе можно измерять температуру t, объем V и давление р. Температура может быть измерена термометром, соприкасающимся с системой в течение времени, достаточного для наступления теплового равновесия. Как известно, температура, определенная каким-либо специальным термометром (например, ртутным), зависит от индивидуальных свойств использованного в нем вещества. В данном случае условимся проводить все измерения температуры однотипными термометрами, чтобы результаты можно было сравнивать. [c.7]

Дальнейшим доказательством отсутствия теплового разложения кислоты является поведение одной ампулы, в которой около года поддерживалась температура 131,6° С. За это время температура затвердевания понизилась на0,005°С. Так как термометр, употреблявшийся для измерения температуры затвердевания в начале этого периода, впоследствии обнаружил отклонение, превышающее 0,005° С, то изменения температуры затвердевания были во всяком случае не больше этого значения. Ту же ампулу поддерживали при температуре 150° С в течение примерно месяца. По истечении нескольких дней, необходимых для установления равновесия между кислотой и ангидридом, не наблюдалось дальнейшего понижения температуры затвердевания, которое могло бы быть обусловлено термическим разложением или химической реакцией со стеклом ампулы. На основании этих данных можно сделать вывод, что бензойная кислота достаточно стабильна для применения ее в термометрии при условии, что она не будет долго нагреваться до температуры гораздо выше 150° С. При этом нужно учитывать и процесс обратимого образования ее из бензойного ангидрида и воды. [c.361]

При этом видимое течение реакции прекращается, так как количество исходных веществ, расходуемых на образование конечных продуктов, становится равным количеству их, образующихся из конечных продуктов. Наступает состояние так называемого химического равновесия, которое является равповеспем динамическим при нем прекращается лишь видимое изменение состояния системы, но продолжают протекать с одинаковыми скоростями противоположно направленные реакции. Поэтому условие химического равновесия может быть записано в виде равенства скоростей прямой и обратной в р, акции [c.272]

В задачах об инициировании и развитии детонации рассматривается двухкомпонентная среда, состоящая из непрореагировавшего ВВ и продуктов взрыва. Описывать эту ситуацию можно двумя различными способами. В рамках представлений механики гетерогенных сред [182] рассматривается движение двухкомпонентной среды, т.е. законы сохранения записываются для каждой фазы с учетом их взаимодействия. Обычно принимается условие механического равновесия (равенство давлений в фазах) и используется односкоростное и однотемпературное приближение [142]. При этом учитывается лишь взаимодействие, связанное с химическим разложением ВВ. В этом случае достаточно знать уравнение состояния для каждой из фаз в отдельности. При втором подходе реагирующее В В рассматривается как однокомпонентная среда, уравнение состояния которой, наряду с обычными термическими переменными, содержит концентрацию ПВ. Поскольку уравнения движения такой среды значительно проще и разработаны эффективные алгоритмы решения как одномерных, так и неодномерных газодинамических течений, то второй подход используется более широко [3]. [c.332]

При достаточно высоких температурах в двух- и многоатомных газах 1Воз.Н икает термическая диссоциация. В связи с этим интересно исследовать влияние диссоциации на процессы течения и теплообмена. В дальнейшем для простоты будем предполагать, что скорость диссоциации намного превышает скорости конвективного и диффузионного переносов вещества. В этом случае в каждой точке потока имеет место химическое равновесие и состав смеси зависит лишь от давления и температуры в данной точке. Хорошо известно, что если диссоциация носит равновесный характер, то процессы течения и теплообмена описываются уравнениями неразрывности, движения и энергии, которые имеют ТОТ же вид, что и в случае однородного газа . Влияние же диссоциации проявляется лишь через физические свойства, входящие в эти уравнения. В качестве таких физических свойств принимаются некоторые эффективные значения плотности, энтальпии, теплоемкости, теплопроводности и вязкости, рассчитанные с учетом реакции диссоциации. Граничные условия при гомогенной равновес юй диссоциации такие же, как и в случае теплообмена и движения однородного газа, если только поток не взаимодействует с материалом стенки, что в дальнейшем и предполагается. [c.189]

Дорренс ) привел пример течения простейшей реагирующей системы, а именно течение двухатомного газа через сильный прямой скачок в условиях, когда приближение к химическому равновесию происходило одновременно с приближением к равновесию колебательных степеней свободы молекул вниз по течению за ударной волной. Было найдено, что эти конкурирующие процессы приводят к некоторым интересным изменениям плотности, состава и температуры, зависящим от относительных временных констант обоих процессов. [c.183]

Процесс Габера проводят в высокопрочном реакционном сосуде под давлением в несколько сотен атмосфер в присутствии катализатора и при температуре в несколько сотен градусов Цельсия. В таких условиях газообразные азот и водород реагируют друг с другом, образуя аммиак. Но в процессе реакции N2 и Н2 расходуются не полностью. В какой-то момент времени реакция, по-видимому, приостанавливается, и в реакционной смеси временно присутствуют все три компонента. На рис. 13.8, а показано изменение концентрации N2, Н2 и КНз с течением времени. Состояние системы, в которой концентрации всех ее компонентов достигли постоянных значений, принято называть химическим равновесием. В условиях равновесия относительные количества N2, Н2 и КНз не зависят от наличия в системе катализатора. Однако они зависят от относительных количеств Н2 и N2, которые присутствовали в начале реакции. Кроме того, оказывается, что если при обычных условиях проведения реакции в сосуд помещать только аммиак, то после установления равновесия в системе снова появится смесь N2, Н2 и КНз. Изменения концентраций участников реакции в зависимости от времени для такого случая показаны на рис. 13.8, б. Сравнивая между собой обе части рис. 13.8, можно убедиться, что в равновесных условиях относительные концентрации N2, Н2 и КНз одинаковы независимо от [c.280]

Ряд прикладных задач требует подробного знания параметров дальнего следа, оставляемого телами при спуске в атмосфере с гиперзвуковой скоростью. К их числу необходимо отнести задачи, связанные со взаимодействием электромагнитных волн с возмущенной при пролете областью атмосферы. Это важно, например, при исследовании метеорных явлений или при обеспечении качества радиосвязи со спускающимися аппаратами и т.д. Важнейшими из отмеченных характеристик течения являются электронная концентрация температура потока Т и температура электронов Т . При спуске в атмосфере условия течения в дальнем следе могут сильно меняться от ламинарного режима на больших высотах до турбулентного при полетах на малых, от химически замороженного течения при малых значениях плотности окружающей среды верхней атмосферы до равновесного вблизи поверхности Земли. Необходимо отметить, что к настоящему времени течения в дальних следах достаточно подробно исследованы [1-9]. В ряде расчетно-теоретических работ эта область течения рассматривалась как в рамках совершенного газа, так и, где это необходимо, с учетом химических реакций. Между тем в условиях гиперзвукового полета и разреженной среды возможно не только неравновесное протекание химических реакций, но и достаточно сильное отклонение от состояния термического равновесия. Анализ времен релаксации различных физико-химических процессов в условиях низкотемпературной плазмы дальнего гиперзвукового следа показывает, что возможны колебательная неравновссность отдельных молекул (прежде всего молекул О2 и N2, если ограничиться рассмотрением течений "чистого" воздуха без учета возможных добавок естественного или искусственного происхождения) и отрыв температуры электронов 7,, от температуры поступательно-вращательных степеней свободы тяжелых частиц Т. Термическая неравновссность, важная сама по себе, влияет и на остальные параметры потока. Основные закономерности подобных течений выявлены в [7-10]. Данная работа является продолжением указанных исследований на всем протяжении гиперзвукового спуска в атмосфере. [c.154]

Как в любом гальваническом элементе, в элементе сталь 40Х — глицерин—бронза БрОЦС имеет место поток ионов. Ионы, покидающие медный сплав, движутся к стальной поверхности и удерживаются на ней благодаря силам кулоновского притяжения и адгезии. При этом химически более активные легирующие элементы окисляются на поверхности стали благодаря возникновению микрогальванических пар. С течением времени на поверхности сплава БрОЦС и стали 40Х образуется тончайший медный слой (сервовитная пленка), т. е. установится равновесие, нарушаемое только изменением режима и условий трения. [c.39]

ТО химическая система находится в неравновесном состоянии и скорость у прямой реакции больше, чем у обратной, т. е. результирующая реакция протекает в сторону образования конечных продуктов из исходных веществ. Отсюда следует, что если максимальная работа, вычисленная по уравнению изотермы реакции, положительна, то при заданных начальных условиях возможна лишь прямая реакция. Наоборот, если макси-мальиая работа получается отрицательной, то возможна лишь обратная реакция. Наконец, если максимальная работа равна нулю, то система находится в равновесии и видимого течения реакции нет вообще. [c.288]

Применение микроокошческого исследования для определения поверхности вторичного выделения возможно при условии, что сплавы не являются слишком летучими или химически активными их структуры, суш ествующие при высокой температуре, не должны маскироваться изменениями, происходящими при закалке или во время быстрого охлаждения. Если эти условия удовлетворяются, то исследование заключается в закалке или быстром охлаждении сплава после отжига. Отжиг должен обеспечивать равновесие, и его нужно проводить при последовательно повышающихся температурах. Отметим, что продолжительность отжига в такого рода работе может быть гораздо длительнее, чем продолжительность отжига, необходимая при определении точек солидус в бинарной системе. Как объяснялось в главе 19, если гомогенный сплав нагревается немного выше точки плавления обычно в течение получаса, то при этом образуется жидкость в количестве, которое может быть обнаружено микроанализом. С другой стрроны, если нагревается тройной сплав, состоящий из жидкости, а также твердых фаз А и В, то это часто приводит к образованию грубой структу1ры, которая может потребовать длительного отжига для того, чтобы стать двухфазной типа (жидкость + Л). Когда относительное количество жидкости у поверхности вторичного выделения достаточно велико, при кристаллизации возможна сегрегация кристаллов, и в таком случае микроскопический метод оказывается бесполезным. [c.373]

Косвенное подтверждение этого заключения дано в [155], где непосредственно в электронном микроскопе (in situ) происходят непрерывное рассыпание отдельных фрагментов границ дислокационных ячеек и образование в соседних местах образца новых дислокационных границ в ходе сверхпластического течения алюминия. Динамическое равновесие этих процессов обеспечивает возможность практически беспредельной пластической, деформации даже монокристаллов и крупнозернистых образцов алюминия при кручении. Естественно, что в экстремальных условиях давление плюс сдвиг установление подобного динамического равновесия между кристаллической и аморфной фазами еще более вероятно. Возникновение в данных условиях аномально интенсивных потоков дефектов (вакансий и диблокаций) обусловливает чрезвычайно большие скорости массопереноса в материале, его высокую химическую активность и все другие особенности, обсуждавшиеся выше. [c.18]

Течение взаиморастворимых газожидкостных смесей характеризуется тем, что в процессе движения изменяется компонентный состав фаз. Если течение достаточно медленно, то можно предположить наличие локального термодинамического равновесия газовой и жидкой фаз. Тогда для замыкания получающейся системы уравнений можно воспользоваться условиями равенства химических потенциалов фаз (см. примечание на стр. 35). [c.202]

В большинстве прикладных задач не удается описать течение газа, используя лишь модель идеального газа. Реальное течение сопровождается физико-химическими процессами, природа которых и методы математического описания существенно усложняются. Система уравнений и граничных условий, приведенная в 1 гл. для многоскоростной, многотемпературной и реагирующей сплошной среды, дает общее представление о сложности задачи описания движения такого континуума в наиболее общем случае. На практике приходится в основном иметь дело именно с такого рода течениями. Однако, несмотря на одновременное протекание различных релаксационных процессов, их удается разделить и изучать независимо, поскольку взаимное влияние по существу невелико. В частности, неравновесное возбуждение или дезактивацию колебательных степеней свободы можно изучить, используя неравновесные значения концентраций различных компонент, полученные в предположении равновесия поступательных и колебательных степеней свободы. Характер неравновесного протекания химических реакций в двухфазной среде лишь в слабой степени зависит от динамического и теплового состояния частиц. В связи с этим в настоящей главе будут раздельно рассмотрены неравновесные физико-химические процессы, которые могут иметь место в соплах, в том числе неравновесное возбуждение колебательных степеней свободы, химические реакции, неравновесные двухфазные течения. [c.190]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...