Более сложные системы химических реакций

Более сложные системы химических реакций [c.94]

Рассуждения, изложенные в предыдущем разделе, легко могут быть распространены на случай более сложной системы химических реакций. В качестве примера возьмем синтез бромистоводородной кислоты [54] [c.94]

Для того чтобы тело производило работу, его состояние должно изменяться. Однако процесс изменения состояния однородного тела, находящегося во внешней среде с постоянными р и Т, может происходить только в том случае, если его давление и температура не равны р, Т, т. е. если тело не находится в равновесии с окружающей средой. (В более сложных системах с химическими реакциями или фазовыми превращениями состояние системы может изменяться и при неизменных р и Т, равных р и Т. ) Таким образом, в общем случае следует исходить из того, что равновесия между телом и окружающей средой может и не быть, т. е. температура и давление тела не равны температуре и давлению среды Т Т, р ф р, г энтальпия и энтропия тела в начальном и конечном состояниях имеют вполне определенные значения. [c.81]

В настоящем параграфе мы изучим более сложные системы, в которых, помимо теплопроводности, диффузии и смешанных эффектов, протекают также химические реакции. Исследуем влияние термодиффузии и химических реакций на теплопроводность. Примем, что система состоит из п компонентов и что в ней могут происходить г химических реакций. Локальное возникновение энтропии в этом случае записывается (если пренебречь явлениями вязкости) в виде [c.166]

Более сложные процессы наблюдаются в системах с химическими и фазовыми превращениями. Как правило, такие системы характеризуются повышенной температурой, способствующей протеканию различных реакций. Поэтому в ходе установления равновесия претерпевает изменение еще и само вещество, образующее систему. [c.157]

Состояние равновесия, устойчивое в малом и неустойчивое в большом, аналогично относительно устойчивому, так называемому метастабильному состоянию многочастичных (например, молекулярных) систем ). Метаста-бильными являются пересыщенное состояние пара, полученное путем его охлаждения или сжатия, аморфное (стеклообразное) состояние переохлажденной жидкости сложного химического строения, состояние смеси веществ, химическая реакция между которыми задержана низкой температурой, и т. п. Наиболее устойчивым при данных внешних условиях является другое состояние системы, для достижения которого требуется преодоление более или менее высокого энергетического барьера. Можно представить себе, что в простейшем случае при данных условиях соответствующая термодинамическая функция Е каждой частицы системы имеет график, показанный на рис. 18.68, а в роли функции Е выступает свободная энергия, если заданы температура и объем системы, или термодинамический потенциал, если заданы температура и давление. Минимум функции Е в точке А соответствует метастабильному состоянию, а более глубокий минимум в точке В — наиболее устойчивому состоянию. Частица системы ввиду того, что ее энергия имеет случайные отклонения от среднего значения (флуктуации), может преодолевать барьер между состояниями А к В и переходить из одного состояния в другое. Поскольку АЕ < АЕ (см. рис. 18.68, а), то вероятность перехода частиц из состояния А в состояние В выше вероятности обратного перехода. Таким образом, при данных условиях имеется тенденция к переходу многочастичной системы из относительно устойчивого состояния в наиболее устойчивое. Все же метастабильное состояние может существовать довольно продолжительное время, а иногда и практически неограниченно долго. Так, для многих полимеров образование кристаллической фазы из переохлажденной жидкости связано с преодолением столь высоких барьеров, что аморфное состояние сохраняется без видимых изменений десятки лет. [c.406]

Можно привести более сложные примеры. Например, допустим, что искра воспламеняет горючую смесь бензина и воздуха в цилиндре автомобильного двигателя. Химическая реакция может завершаться настолько быстро, что передача тепла через стенки в окружающую среду за время реакции будет исчезающе малой. В таком случае состояние системы, т. е. продуктов горения, является состоянием с большей энтропией по сравнению с начальным состоянием. [c.56]

При выборе насыщающего агента важное значение имеет также контактная устойчивость соответствующих фаз по отношению к насыщаемой основе. Для прочного удержания покрытия на основе необходима органическая связь между ними. Она достигается в результате образования твердых растворов или химических соединений, которые должны сохранять свою устойчивость Б течение длительной эксплуатации при соответствующих температурах, а не рассасываться диффузионно или вследствие ряда последовательных химических реакций. В этом отношении боридные и силицидные покрытия более устойчивы, чем, например, карбидные, поэтому в ряде случаев их используют для создания так называемых барьерных слоев, отделяющих основу от главного покрытия общая система покрытия становится при этом весьма сложной. [c.9]

Турбулентность принадлежит к числу очень распространенных и, вместе с тем, наиболее сложных явлений природы, связанных с возникновением и развитием организованных структур (вихрей различного масштаба) при определенных режимах движения жидкости в существенно нелинейной гидродинамической системе. Прямое численное моделирование турбулентных течений сопряжено с большими математическими трудностями, а построение общей теории турбулентности, из-за сложности механизмов взаимодействующих когерентных структур, вряд ли возможно. При потере устойчивости ламинарного течения, определяемой критическим значением числа Рейнольдса, в такой системе возникает трехмерное нестационарное движение, в котором, вследствие растяжения вихрей, создается непрерывное распределение пульсаций скорости в интервале длин волн от минимальных, определяемых вязкими силами, до максимальных, определяемых границами течения. На условия возникновения завихренности и структуру развитой турбулентности оказывают влияние как физические свойства среды, такие как молекулярная вязкость, с которой связана диссипация энергии в турбулентном потоке, так и условия на границе, где наблюдаются тонкие пограничные вихревые слои, неустойчивость которых проявляется в порождении ими вихревых трубок. Турбулизация приводит к быстрому перемешиванию частиц среды и повышению эффективности переноса импульса, тепла и массы, а в многокомпонентных средах - также способствует ускорению протекания химических реакций. По мере накопления знаний о разнообразных природных объектах, в которых турбулентность играет значительную, а во многих случаях определяющую роль, моделирование этого явления и связанных с ним эффектов приобретает все более важное значение. [c.5]

Очевидно, спектр содержит исчерпывающую информацию, дающую полную картину затухания тепловых флуктуаций. В табл. 1 приводятся физические величины, которые можно измерить в простых жидкостях, т. е. в однокомпонентных системах, состоящих из сферически симметричных молекул без внутренних степеней свободы. Для более сложных молекул можно изучать дополнительные релаксационные процессы. В бинарных смесях в рассеяние света дают вклад также флуктуации концентрации, поэтому исследование спектра позволяет определить коэффициент диффузии [53, 127]. В случае химически реагирующих смесей спектр содержит информацию о скоростях химических реакций [16, 78]. Подчеркнем, что в отличие от традиционных методов исследования процессов переноса использование рассеяния лазерного светового пучка позволяет изучать эти процессы без введения макроскопических градиентов. [c.124]

Небезынтересно отметить, что неустойчивости и самоорганизация в сильно-неравновесных системах, появляющиеся как результат фундаментальных процессов, например химических реакций и диффузии, происходят и на гораздо более сложном уровне в живых системах. Математическое моделирование этих трудных систем также требует использования необратимых нелинейных уравнений. Основная отличительная особенность всех таких систем за- [c.433]

О такой сложной многокомпонентной системе даже для упрощенного состава сырья нет систематизированных сведений, позволяющих точно прогнозировать составы всех равновесных фаз. Поэтому металлурги приближенно рассчитывают составы штейна и шлака, исходя из состава исходных материалов и количества окислителя, поступающих в плавку, и предполагаемых взаимодействий. При этом широко используются термодинамические расчеты химических реакций для более точного установления состава равновесных фаз. [c.47]

Система уравнений (1.8) легко сводится к уравнению линейного осциллятора (1.1), если формально считать, что кхко/к = 2 у, к ко = = 1 0 Разумеется, нелинейная система уравнений (1.5) богаче решениями, чем уравнение линейного осциллятора (1.1), которое получилось из нее лишь в силу сделанных допущений о малости возмущений концентрации. Мы вернемся к нелинейной модели Лотки как составному элементу более сложных периодических химических реакций (например, реакции Белоусова-Жаботинского). [c.20]

Фазы а, 3, S — электронные проводники, у и S имеют одинаковый химический состав — обычно это металлы. Мембраной между Y и а, а также между р и б служат естественные границы фаз, проницаемые толыко для электронов, а центральная мембрана между аир, электролит, является ионным проводником, т. е. она проницаема только для определенных катионов или (и) определенных анионов. Соответствующие ионы должны присутствовать в фазах а, Р либо получаться в них в результате химических реакций. Величина ф" —ф в таком элементе в принципе может быть измерена, поскольку химическая часть работы переноса заряженной частицы, в данном случае электрона, между химически идентичными фазами отсутствует. Пусть, например, в мембране, разделяющей фазы аир, подвижны только катионы В+ вещества В с зарядом +z. Вещество В может находиться в фазах а, р в виде раствора с другими веществами или входить в состав молекул более сложных соединений. Подвижными компонентами в системе являются ионы и электроны ё. Условия (17.26) равновесия реакции образования В в фазах из подвижных компонентов [c.151]

Современные никелевые и кобальтовые жаропрочные сплавы— сложные по составу композиции, отвечающие высоким требованиям к физическим, механическим и химическим свойствам. В связи с этим эвтектические сплавы также являются сложными. Таким образом, хотя моновариантные эвтектики позволяют изменять состав и объемное содержание упрочняющей фазы вдоль эвтектического желоба, иногда требуется еще большая степень свободы в изменении состава. В частности, направленные двухфазные структуры получают в сплавах, которые по составу термодинамически мпоговариаптны, а не инвариантны или монова-риантны, как в двойных или тройных системах, описанных ранее, В качестве примера применен этот подход к богатой никелем четырехкомпонентной системе (рис. 9) из-за удобства и простоты графического изображения, хотя аналогичный анализ может быть проведен для более сложных систем. Для четырехкомпонентной системы реакция, обеспечивающая образование желаемой анизотропной двухфазной структуры, служит реакцией одновременного выделения двух твердых фаз из жидкости. На рис, 9 показана политермическая проекция четырехкомпонентной системы Ni— А1—Nb—Ср. Грани тетраэдра представляют политермические проекции тройных систем Ni—А1—Nb, Ni— r—Nb и Ni—Gr—Al. Рост двойной эвтектики Ni—NijNb и рост моновариантных эвтек. [c.124]

Окисление горючего, содержащего различные углеводородные и неуглеводородные соединения, представляет сложный многостадийный процесс. Напрашхения химических превращений и состав продуктов окисления существенно зависят от вида и строения углеводородов, присутствия инициирующих и ингибирующих веществ, а также малостабильных компонентов. В сложных смесях наблюдается явление сопряженного окисления. Появление в системе радикалов, образующихся в начальных стадиях превращения малостабильных компонентов горючего, вызывает цепь окислительных превращений и более устойчивых соединений. В реакцию совместного окисления включаются различного вида соединения, в том числе и стабильные углеводороды. [c.76]

Размещение на общем валу с газовой турбиной насоса или нескольких насосов для подачи высокоагрессивных и токсичных рабочих тел, которые при соединении могут вступить в химическую реакцию со взрьшом, приводит к необходимости тщательного анализа при выборе компоновочной схемы. Следует учитывать, что физико-химические свойства рабочих тел, подаваемых насосами, изменяются в широких пределах. Экстремальные условия работы агрегата будут при расположении газовой турбины, рабочее тело которой имеет температуру более тысячи градусов, рядом с насосом криогенного компонента. При больших перепадах температур и давлений между соседними полостями ТНА сложно создать конструкцию надежного уплотнения на валу. В таких условиях от системы уплотнения зависит не только экономичность, но и работоспособность ТНА в целом. [c.202]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...