Химические реакции гомогенные

В предыдущих параграфах объектом анализа была однокомпонентная сплошная среда. Настоящий параграф посвящен рассмотрению законов сохранения для сплошной среды — смеси. (Например, влажный воздух как смесь воздуха и пара, растворы двух жидкостей, растворы твердого вещества в жидкостях). Анализируя, ограничиваемся случаем, когда в объеме среды не происходит химических реакций (гомогенных реакций), а смесь является бинарной. [c.33]

Хемосорбция 206 Химические реакции гомогенные 36 [c.303]

Материальный баланс для данной системы можно установить, рассматривая систему вначале как гомогенную фазу, жидкость или пар, которая разделяется на две фазы с изменением температуры или давления. При отсутствии химической реакции материальный баланс можно выразить через число молей [c.287]

Если катализатор находится в той же фазе, что и участвующие в химической реакции вещества, то катализ называют гомогенным, а если катализатор находится в другой фазе и свое каталитическое действие оказывает своим поверхностным слоем (твердое тело), то гетерогенным. [c.298]

Помимо химических реакций необратимыми могут быть и любые другие процессы, однако гомогенные химические реакции являются особенностью, так как их протекание внутри системы необязательно сопровождается нарушением ее однородности. В случаях иных необратимых процессов в системе, вызванных теплопередачей, работой или массообменом, как легко заметить, должны всегда существовать градиенты хотя бы одной из термодинамических сил Т, X или ц, т. е. система должна быть неоднородной. В (7.18) такие градиенты не представлены в это уравнение входят термодинамические силы, единые для всей системы, т. е. очевидно, что за основу принята модель, согласно которой необратимые процессы е нарушают гомогенности системы и в каждый момент времени она находится в состоянии, однозначно характеризующимся переменными S, v, п. Поэтому было бы неправильно полагать, что применимость ура(внения (7.18) ограничивается обратимыми процессами его можно использовать при любых процессах внутри системы. Более того, оно автоматически учитывает и некоторые необратимые изменения состояния, происходящие за счет процессов [c.71]

Пусть гомогенная система состоит из п веществ I ( =1, 2,. ... .., п), между которыми могут протекать г химических реакций / 0=1, 2,. .., г). Если Л/ — число частиц сорта I И V — стехиометрический коэффициент вещества I в реакции /, то изменение числа /(У частиц сорта I за промежуток времени (И в реакции / равно [c.12]

В гомогенной системе могут происходить химические реакции между составными ее частями и родственные им процессы диссоциации, ионизации, полимеризации и т. д., которые также [c.195]

Найдем выражение для производства энтропии при химических реакциях в системе. Поскольку они не связаны с процессами переноса, систему можно считать гомогенной н изотропной. Потоки в этом случае направлены к состоянию равновесия и протекают не в пространственных координатах, а в координатах состава системы (число частиц сорта /). [c.260]

Пусть гомогенная система состоит из п веществ / (г= ], 2,..., ), между которыми могут протекать г химических реакций j(J=l, 2, Если N — число частиц сорта /, [c.260]

В гомогенной системе могут происходить химические реакции между составными ее частями и родственные им процессы диссоциации, ионизации, полимеризации и т. д., которые также связаны с изменением числа частиц в закрытой системе. Все такие [c.133]

Итак, в бинарной смеси (при отсутствии гомогенных химических реакций) выполняются общие для сплошных сред законы сохранения массы, импульса и энергии, а также закон сохранения массы компонента (уравнение диффузии). Совокупность уравнений, выражающих законы сохранения для бинарных смесей, дана (с использованием общего соотношения (1.1) или (1.1 а)) в табл. 1.1 и 1.2. [c.35]

В ряде случаев система, в которой происходит химическая реакция, не является гомогенной. Если при этом каждая компонента присутствует только в одной какой-либо фазе, то анализ равновесия в такой системе не составляет труда. Пусть в реакции [c.227]

Массовой скоростью гомогенной химической реакции называют скорость изменения количества вещества, участвующего в реакции в единичном объеме реагирующей смеси. [c.53]

Наряду с гомогенными химическими реакциями, протекающими в объеме, в химической кинетике вводят понятия гетерогенных реакций. Гетерогенной называют химическую реакцию, протекающую на границе раздела различных раз. [c.54]

Кинетика некоторых гомогенных химических реакций [c.60]

Скорости образования -компонентов за счет всех химических реакций, вообще говоря, зависят от концентраций Со. (см. 2.9 и (5.1.16)). Таким образом, уравнения неразрывности для компонентов, записанные через массовые концентрации отдельных компонентов смеси, неоднородны из-за наличия гомогенных химических реакций в потоке газа. Иногда удобно оперировать с однородными уравнениями. При отсутствии внутриядерных реакций из р уравнений неразрывности могут быть получены V однородных уравнений диффузии для элементов, где V — число элементов в смеси газов. Действительно, так как элемент в химических реакциях не образуется и не исчезает, то [c.183]

Представляют интерес поля концентраций компонентов в пограничном слое для различных моментов времени. На рис. 7.7.3 приведены графики концентраций поперек пограничного слоя для СОа (кривые I, 2,3) и для кислорода (кривые 1, 2, 3 ) в различные моменты времени. Здесь кривые 7, Г 2, 2 3, 3 отвечают тем же моментам времени и тем же значениям безразмерных параметров, что и кривые 2,3,4 на рис. 7.7.2 соответственно. Видно, что химическая реакция локализуется в узкой зоне внутри пограничного слоя— во фронте горения (кривые 2, 3), который вначале продвигается в сторону свежей смеси, а затем стабилизируется на некотором фиксированном расстоянии от нагретой поверхности. На рис. 7.7.4 приведены зависимости концентраций компонентов на поверхности от времени протекания процесса. Кривая 1 здесь соответствует концентрации СО, 2 — концентрации углекислого газа СОа, 3 — концентрации кислорода. Видно, что концентрации компонентов на поверхности довольно быстро выходят на свои асимптотические значения. Этот результат подтверждает сделанный ранее вывод о том, что при б == 380 реализуется квазиравновесный режим протекания гомогенной химической реакции. [c.407]

Как показали расчеты на ЭВМ, в рамках кинетической схемы. Л. А. Вулиса температура поверхности и скорость массового уноса (ру) , при наличии гомогенной химической реакции незначительно отличаются от соответствующих знг-чений этих характеристик, полученных для замороженного течения. [c.415]

Гомогенные химические реакции 54 [c.458]

Рассмотренные здесь положения, касающиеся вопроса о химическом равновесии, не имеют никакой видимой связи со вторым законом термодинамики. Между тем общие принципы термодинамического равновесия, о которых уже говорилось (см. 12), применимы, конечно, и к химическим реакциям. Условие максимума энтропии (4.20), справедливое для изолированной (или даже закрытой адиабатной) системы, применяется не только для простых (т. е. гомогенных однокомпонентных) систем, его можно использовать и для анализа систем с фазовыми и химическими превращениями. Наиболее последовательный и простой путь такого исполь- [c.244]

Все реакции и соотношения, относящиеся к химическому равновесию, рассматривались здесь применительно к гомогенным газовым системам. Условия термодинамического равновесия гетерогенной системы с одним компонентом рассматривались в 12. Большое практическое значение имеют многокомпонентные гетерогенные системы, для которых условия термодинамического равновесия устанавливаются с помощью правила фаз Гиббса. Это правило позволяет определить число произвольно изменяемых параметров (число степеней свободы), исходя из числа компонентов и числа фаз в системе. Число компонентов равно числу химически индивидуальных веществ минус число химических реакций между ними. Определение фазы было дано в 12 при невысоких давлениях возможна лишь одна газовая фаза в системе, но количество твердых и жидких фаз не ограничивается существует, например, несколько кристаллических модификаций твердых тел (льда, серы, железа), в системе могут быть несмешивающиеся жидкости, каждая из которых является фазой. [c.258]

ГОМОГЕННОЕ ГОРЕНИЕ Кинетика химических реакций [c.224]

Химические реакции могут идти как на поверхности тела, так и в жидкой среде, омывающей это тело. В первом случае реакции называются гетерогенными, во втором — гомогенными. [c.349]

Тепло- и массообмен зависят не только от теплоты химических превращений, но и от скорости прохождения последних. Скоростью химической реакции называется количество молекул данного сорта, реагирующих в единицу времени. Чтобы можно было сравнить скорости различных реакций, их обычно определяют как число молекул или молей данного вещества, реагирующих в единицу времени в единице объема фазы в случае гомогенной реакции или на единице поверхности раздела фаз в случае гетерогенной реакции. [c.352]

Гомогенные реакции могут проходить в газовой смеси без наличия в ней компонентов стенки материал стенки остается при этом химически нейтральным и является только проводником тепла. В других случаях в гомогенных реакциях может участвовать испарившийся материал стенки, причем испарение может идти как из твердой фазы (сублимация), так и из предварительно расплавленного твердого материала. В химических реакциях может участвовать теплоноситель, вдуваемый в газ через пористую стенку. Реакция между газовой смесью и твердой фазой может идти и на поверхности последней (гетерогенная реакция). Зачастую идут одновременно несколько перечисленных ранее процессов химического и фазового превращений. [c.358]

Химическая кинетика 352 Химические реакции гетерогенные 349 ---гомогенные 349 [c.481]

Между тем известны примеры ускорения твердофазных реакций сжимающим давлением и, наоборот, примеры механической дезактивации (торможения) химических реакций в эластомерах растягивающими напряжениями. Поэтому представляется необходимым рассматривать не энергетический барьер вообще, а химические потенциалы компонентов реакции (исходного вещества, активированного комплекса и конечного продукта) в связи с механическим воздействием на них. В том случае, когда это воздействие распространяется на все компоненты (назовем его гомогенным воздействием), справедливо уравнение Вант-Гоффа (энергетический барьер изменяется и сверху и снизу ), а знак эффекта зависит от того, препятствуют или способствуют механические напряжения изменению объема системы в процессе реакции. [c.4]

Пример 1. Динамика химического реактора [4]. Рассмотрим модель химического реактора, который представляет собою открытую гомогенную систему полного перемешивания. В такой системе происходит непрерывный массо-и теплообмен с окружающей средой (открытая система), а химические реакции протекают в пределах одной фазы (гомогенность). Условие идеального перемешивания позволяет описывать все процессы при помощи дифференциальных уравнений в полных производных. Предположим, что рассматриваемый химический реактор — эго емкость, в которую непрерывно подается вещество А с концентрацией Хд и температурой г/ ). Пусть в результате химической реакции А В h Q образуется продукт В и выделяется тепло Q, а смесь продукта и реагента выводится из системы со скоростью, характеризуемой величиной X. Тепло, образующееся в результате реакции, отводится потоком вещества и посредством теплопередачи через стенку реактора. Условия теплопередачи характеризуются температурой стенки у и коэффициентом со. Для составления уравнений динамики химического реактора воспользуемся законами химической кинетики, выражающими зависимость скорости химического превращения от концентраций реагирующих веществ и от температуры, законом сслранения массы (условие материального баланса), а также законом сохранения энергии (условие теплового баланса реактора). [c.53]

Таким образом, термодинамический эффект, вызванный изменениями количеств веществ в системе, можно вырааить тремя способами. Вонпервых, его можно представить как сумму эффектов от каждого из компонентов системы. Независимыми переменными в этом случае служат количества (или массы) компонентов, и вклад каждого из них о внутреннюю энергию системы записывается в виде ifdrtf. Этот способ описания пригоден для процессов в открытых системах. Вопрос о химическом равновесии внутри системы при нем остается невыясненным. Так функции и(S, V, п) или U(T, V, п) могут относиться как к химически равновесной системе, так и к системе, в которой нет химических превращений веществ. Обе эти возможности должны указываться заранее при формулировке задачи. Последнее замечание относится и к описанию процессов в закрытых системах, у которых все внешние переменные п фиксированы и поэтому обычно не включаются в набор аргументов термодинамических функций. Например, уравнение состояния (2.1) в виде Р = Р(Т, V) справедливо как для химически равновесной смеси веществ, так и для гомогенной системы без химических превращений. Общие выражения (2.2) —(2.7) для частных производных одинаковы в обоих случаях, о численные значения термических коэффициентов av, Pv и других свойств при наличии химических реакций и без них могут существенно различаться. Наглядный пример этого — уравнения (5.30), (5.31). [c.69]

Конвекция и экзотермическая химическая реакция. Известны случаи возникновения естественной конвекции в химических активных средах, возникающей в результате протекания гомогенных химических реакций. В [67, 68] причиной возникновения конвекции служила экзотермическая реакция псевдонулевого порядка. В [69] рассмотрена концентрационная конвекция, вызванная гомогенной химической реакцией произвольного порядка. К этим работам близки работы [70, 71] по численному моделированию концентрационной конвекции при выращивании кристаллов. [c.44]

В 1951 г. Б. П. Белоусов открыл гомогенную периодическук> химическую реакцию окисления лимонной кислоты смесью брома- [c.34]

В 1951 г. Б. П. Белоусов открыл гомогенную периодическую химическую реакцию окисления лимонной кислоты смесью брома-та калия КВгОз и сульфата церия Се (804)2. В смеси этих веществ, растворенных в разбавленной серной кислоте, происходит реакция восстановления церия [c.286]

Схема детонационной волны. Детонация представляет собой явление самоподдерживающегося распространения ударной волны в горючих средах, при котором ударная волна повышает температуру среды и инициирует быструю химическую реакцию с выделением тепла. Часть этого тепла преобразуется в кинетическую энергию продуктов реакции за волной и тем самым идет на поддержание детонации. Модель одномерной стационарной детонации с передним ударным скачком и последующей зоной экзотермической химической реакции в гомогенной (односкоростной) среде разработана Я. Б. Зельдовичем, Д. Нейманом и [c.260]

Изменение массы -компонента связано также с протыканием различных химических реакций. Если обозначить за и зос.5 массовые скорости образования (исчезновении) -компонента в результате различных гомогенных и гетз-рогенных химических реакций, то уравнение баланса ма> сы компонента газовой фазы принимает вид [c.232]

Пусть в момент i = О полубесконечное пространство (у <1 0), заполненное горючим, соприкасается с полубеско-нечным пространством (г/>0), заполненным окислителем. Начальная температура горючего Т н, а окислителя — 1 h-Из области г/ > о на границу раздела сред падает постоянный тепловой поток Q. Считаем, что гомогенные реакции отсутствуют, реагирующий газ — эффективная бинарная смесь, а на поверхности раздела сред, которая остается неподвижной, протекает гетерогенная химическая реакция, скорость которой определяется законом Аррениуса. Предположим также, что перенос окислителя осуществляетсн в основном диффузией, процесс является изобарным, поры в твердом горючем отсутствуют, теплофизические коэффиди-енты газообразного окислителя удовлетворяют соотношениям [c.302]

В 5.4 было сформулировано необходимое условие существо-вания нестационарности процессов переноса в открытых реакционноспособных системах (5.4.3). Представляет интерес проверка этого условия. С этой целью рассмотрим обтекание лобовой критической точки инертного тела вращения, которое во все время процесса тепломассообмена сохраняет постоянную достаточно высокую температуру, холодным потоком реакционноспособного газа, состоящего из СО, О2, N2. В газовой фазе протекает гомогенная химическая реакция 2 СО + О2 = 2 СОа. Возникает вопрос о квазистационарности состояния газовой фазы. С физической точки зрения, очевидно, что если характерное время гомогенной реакции значительно меньше характерного аэродинамического времени и времен релаксации молекулярных процессов переноса (теплопроводности, диффузии компонентов и диффузии импульса), то состояние газа нельзя считать ква-зистационарным. Действительно, в этом случае скорость возникновения неоднородностей полей температур и концентраций вследствие химической реакции выше скоростей их исчезновения вследствие процессов молекулярного переноса и состояние газа нельзя считать квазистационарным. Поскольку внутренняя энергия и концентрации компонентов единичной массы ограничены, могут иметь место колебания полей температур и концентраций. [c.399]

Здесь б — 2-е число Дамкеллера х = 1Н, — безразмерное время I, — характерное химическое время Е, q, — энергия активации, теплота химической реакции и пред-экспоненциальный множитель для гомогенной реакции окисления оксида углерода у, р — безразмерные числовые г а-раметры, физический смысл которых очевидным образом вытекает из формул для этих величин, приведенных выше Рг, 8с — числа Прандтля и Шмидта индексы ьк, приписывают соответственно параметрам при т] = 0 и харг к-терным величинам, остальные обозначения введены ран( е. [c.401]

Выясним вначале, при каких условиях реализуются стационарные режимы горения в газовой фазе, и дадим классификацию этих режимов. С этой целью решим анал -тически задачу об обтекании смесью газов СО+Оа СОа--+N2 инертного нагретого тела с постоянной температуроя поверхности Тц, (термостата). Температура газовой смеся на бесконечности Тд Т , в результате чего гомогенная химическая реакция горения оксида углерода протекает только вблизи нагретой поверхности. Для получения аналитического решения поставленной задачи сделаем ряд уг -рощающих допущений. Будем считать дополнительно, что числа Прандтля и Шмидта постоянны, / = 1, кислород находится в избытке, а [c.402]

Рассмотрим результаты числового решения данной задачи в случае чисел Дамкеллера, малых по сравнению с б, . На рис. 7.7.1 изображено распределение безразмерной температуры в пограничном слое в различные моменты времени. Поскольку рассматривается обтекание холодным потоком газа горячей стенки, при большой скорости подачи холодной смеси события развиваются в такой последовательности. Вначале горячая стенка подогревает набегающий поток и инициирует протекание гомогенной химической реакции (рис. 7.7.1). При протекании реакции происходит интенсивное тепловыделение и образование углекислого газа, в результате чего распределение температуры поперек пограничного слоя описывается кривой 3, которая отвечает моменту времени т = 1,774. Кривая 2 отвечает т = 0,696, а кривая 1 соответствует начальному распределению температуры. С течением времени максимум температуры уменьшается, так как скорость химической реакции уменьшается [c.405]

Из рис. 7.7.5 видно, что в первые моменты времени происходит прогрев набегающего холодного потока газа. Этой ситуации отвечает кривая 2 на рис. 7.7.5. При достаточном прогреве газа наблюдается быстрый рост температуры, обусловленный очень большой скоростью гомогенной химической реакции. Так как в узкой зоне вблизи стенки активный комггонент СО выгорает, то реакция прекращается и начинается затем медленное рассасывание пика температуры. В результате действия процесса теплопроводности вновь поступившая порция холодного горючего газа прогревается и затем быстро сгорает. Таким образом, процесс повторяется и приобретает колебательный характер, как следует из анализа кривых 3—16 на рис. 7.7.5. [c.409]

Согласно У. Гиббсу компонентами называют вещества, наименьшее число которых достаточно для образования всех фаз, т. е. гомогенных частей данной системы. Например, в ск".теме, состоящей из слоя воды и соприкасающейся с ним смеси водяного пара и азота, имеются два колмпонента вода (водяной пар) и азот. Будем полагать, что компоненты не вступают друг с другом в химические реакции. [c.328]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...