Элементы химической кинетики

ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ [c.184]

Модели общего вида. Попытки построить подробные модели костной ткани немногочисленны и несовершенны. По-видимому, первые из них были предприняты в [95], где предлагалось введение в модель элементов химической кинетики для неклеточных составляющих костной ткани, и в [78], где кость рассматривалась как многокомпонентная смесь (твердый каркас и электролит со многими сортами ионов) в диффузионном электролитическом приближении. Из числа необратимых явлений в [78] учитывались тепло- и электропроводность, диффузия и химические превращения. Способ построения модели был неудовлетворителен и не позволял получить уравнение движения интерстициальной жидкости в форме, подобной закону Дарси. [c.14]

Глава 2. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕРМОДИНАМИКИ И ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ [c.30]

Использование методов линейной алгебры в химической кинетике позволяет найти инварианты химических реакций, т. е. линейные комбинации концентраций компонентов, которые не меняются в ходе той или иной совокупности химических реакций. К инвариантам химических реакций можно, в частности, отнести концентрацию атомов. Использование того факта, что концентрации элементов не меняются при химических превращениях, позволяет упростить некоторую часть уравнений диффузии, используя систему уравнений сохранения для отдельных элементов (5.1.19). [c.207]

При всяком процессе сжигания из совокупности физических и химических процессов, сопутствующих этому явлению, можно выделить процессы, лимитирующие сжигание и. таким образом, определяющие скорость последнего. Теория горения в соответствии с данными химической кинетики разделяет процессы горения, происходящие в кинетической и диффузионной областях. В первом случае процесс горения лимитируется скоростью химической реакции, во втором — физическим процессом, обеспечивающим соприкосновение горючих элементов и кислорода. [c.99]

Однако, несмотря на сложный характер химического взаимодействия даже таких простых элементов, как водород и кислород, Я. Б. Зельдович [71] указывает, что химическая кинетика реакции горения создает неограниченные возможности интенсификации процессов горения. [c.53]

Описанные преимущества нейтронов, несмотря на получаемые с их помощью малые удельные активности, сделали их основным средством для превращения элементов в радиохимии. Существует еще одно дополнительное обстоятельство, в силу которого нейтроны, в частности медленные нейтроны, будут рассмотрены здесь особенно подробно. Распространение медленных нейтронов, все еще способных к эффективному превращению ядер, происходит аналогично распространению диффундирующих химических агентов, таких, как ионы, атомы и молекулы. Такие величины, как диффузионная длина , альбедо , среднее время жизни , можн ввести так же, как и соответствующие величины в химической кинетике, хотя, конечно, в первом случае частицы исчезают в ядер- [c.40]

Химическая коррозия протекает по законам химической кинетики в чистом виде она происходит, если на поверхности металла конденсируется вода. Примером химической коррозии является процесс окисления при высоких температурах металлической арматуры печей, клапанов двигателей внутреннего сгорания, лопаток газовых турбин, элементов электронагревателей и других деталей, а также окисление металла в жидкостях органического происхождения (спирте, бензине, нефти, мазуте и т. п.). [c.173]

В описываемой области тесно переплетаются многие разделы науки газовая динамика, теория ударных волн, термодинамика и статистическая физика, молекулярная физика, физическая и химическая кинетики, физическая химия, спектроскопия, теория излучения, элементы астрофизики, физика твердого тела и др. Многие из рассматриваемых здесь физических явлений и процессов имеют различный характер и никак не связаны между собой. Следствием такой разнородности материала явилось отсутствие цельности в содержании книги. Некоторые главы имеют самостоятельный характер, относятся к совершенно различным областям физики или механики, и не все главы связаны между собой. Поэтому читателю, интересующемуся тем или иным вопросом, достаточно познакомиться только с соответствующими главами. [c.11]

Коррозия с точки зрения химической кинетики. Реакции, в которых участвуют различные неметаллические элементы, подробно изучаются специалистами в области органической и неорганической химии ими же изу- [c.22]

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА ЧЕТЫРЕХОКИСИ АЗОТА В ЭЛЕМЕНТАХ АЭС С УЧЕТОМ КИНЕТИКИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ [c.152]

В зоне соприкосновения двух разнородных материалов возникает контактная разность электрических потенциалов. Один металл из этой пары, обладающий менее отрицательным потенциалом по сравнению с другим, является более благородным . Поверхность конструкционного материала может быть неоднородной по химическому составу, по физическим свойствам (местные нагартовки и пр.). Может быть неоднородной и среда-электролит (различная концентрация примесей). Это приводит к образованию макро- и микрогальванических элементов с появлением электрических токов, которые и являются причиной электрохимической коррозии. В системе возникают анодные и катодные участки. Анодные участки обладают более отрицательным электродным потенциалом. Здесь металл переходит в виде гидратированного иона в раствор, оставляя на поверхности электроны (процесс окисления). В области катода притекающие с анодного участка электроны передаются частицам вещества-деполяризатора, например кислорода. В зависимости от того, кинетика какой реакции определяет коррозию, говорят об анодном или катодном контроле скорости коррозии. [c.22]

Основные элементы в теплоэнергетических установках изготовляют из высокопластичных жаропрочных и теплоустойчивых сталей сравнительно простого химического состава и относительно невысокой прочности. Это позволяет при сохранении требуемых для рабочих температур характеристик жаропрочности обеспечить необходимую при производстве толстостенных изделий больших размеров технологичность сталей. Очевидно, что с точки зрения сопротивления разрушению при термической усталости начальное поверхностное повреждение в толстостенной детали из высокопластичного материала не переходит немедленно в сквозную трещину. В этом случае большее значение имеет кинетика роста трещины вглубь, поэтому для ряда элементов возникает вопрос о возможности эксплуатации теплоэнергетических установок с дефектами определенного допустимого размера. [c.21]

Пособие содержит традиционные (для своего названия) разделы, посвященные строению атомов и молекул, периодическому закону и Периодической системе элементов, природе химических связей, основным понятиям химической термодинамики и кинетики, химическому равновесию, обменным и окислительно-восстановительным процессам. Изложены также принципы и концепции, составляющие теоретический арсенал современной химии, теории неравновесных процессов от законов линейной неравновесности до концепций смены качества. [c.190]

В сталях с марганцем и молибденом достаточно стабильный аустенит может быть получен при меньшем содержании хрома, так как эти элементы снижают и марганец делает кинетику мартенситного превращения более вялой. Различие в химическом составе фаз может оказывать влияние на коррозионную стойкость стали в соответствии с известными закономерностями влияния хрома на пассивируемость стали в зависимости от потенциала среды и быть причиной избирательной коррозии. [c.32]

Математическая модель коррозии представляет собой совокупность соотношений, связывающих характеристики коррозионного процесса с различными факторами, влияющими на кинетику коррозии. К таким факторам относятся химический и фазовый состав металла и сплава, состояние поверхности металла, факторы, характеризующие конструктивное исполнение изделий, режим эксплуатации элементов химико-технологической системы, характеристики контактирующей водной среды, внешние воздействия и др. [c.173]

Моу Кио перечислить много примеров из различных областей науки и техники, показывающих эффективность масс-спектрометрии и свидетельствующих о дальнейшем развитии этого метода. Масс-спектрометры нашли широкое признание при 1) точном измерении масс ядер 2) определении изотопной распространенности элементов 3) измерении некоторых ядерных реакций 4) количественном поэлементном анализе твердых, жидких и газообразных веществ 5) изучении структуры сложных молекул 6) изучении кинетики химических реакций 7) определении потенциалов ионизации, потенциалов возбуждения, теплоты образо-вания и испарения, энергии химических связей и т. д. 8) исследовании в органической химии 9) изучении явлений сорбции и десорбции газов 10) изучении геохимических процессов, определении природы образования отдельных пород, определении хронологии и истории процессов, происходящих в земной коре 11) исследовании состава метеоритного вещества 12) изучении состава газов и динамики фракционирования их в верхних слоях атмосферы 13) изучении различных аспектов жизнедеятельности в биологии и медицине по методу меченых атомов стабильными изотопами N, С, Ю, °В и др. 14) автоматическом контроле и управлении технологическими процессами в химии, металлургии, нефтепромышленности и других областях. [c.194]

Благоприятное воздействие легирующих элементов на свойства стали объясняется тем, что они изменяют химический состав фаз, температурно-временные соотношения различных фазовых преобразований и, таким образом, условия термообработки. Изменяется кинетика фазовых превращений, в результате чего -возникает другая структура, чем в нелегированных сталях. [c.80]

Подводя итог, можно отметить, что методы ОРР и ЯР позволяют определять концентрационные профили практически всех элементов таблицы Менделеева в слоях, толщина которых составляет несколько микрометров. При этом точность анализа достигает 1 %. При решении триботехнических проблем большое значение имеет также применимость методов для исследования кинетики химических реакций и диффузионных процессов в поверхностных слоях, стехиометрии используемых материалов. [c.168]

Естественно, что концентрация вакансий изменяется при деформации, поэтому при анализе характера перераспределения атомов необходимо учитывать также появление дополнительных стоков для вакансий (дислокации, захлопнувшиеся вакансионные диски и т. д.), которые могут значительно влиять на кинетику диффузионных процессов. Последнее особенно важно, когда легирующие элементы существенно отличаются по химическим свойствам (например, А1 и Мп), по энергии активации диффузии при этом деформирование происходит в поверхностно-активной среде. С этих позиций понятна чувствительность диффузионного перераспределения алюминия и марганца в сплаве Си — Л1 — Мп к условиям деформации сопряженным телом (влияние состояния контртела). [c.200]

Сближение потенциалов анода и катода при замыкании элемента на конечное сопротивление зависит от поляризуемости электродов, т. е. от перенапряжения анодного и катодного процессов. Следовательно, оно подчиняется закономерностям кинетики электродных реакций. Закон Ома, описывающий скорость движения электрических зарядов в некоторой среде, имеющей определенное электрическое сопротивление, непригоден для описания скоростей химических или электрохимических реакций. Скорость последних экспоненциально зависит от потенциала, так как изменение его изменяет энергию активации. Использование закона Ома в рассматриваемом случае не оправдано. [c.190]

Подземные стальные трубопроводы проходят в грунтах с различными физико-химическими свойствами. Несмотря на одинаковый состав стали на различных участках поверхности труб, кинетика электродных процессов будет различна. Возникающие в результате уравнительные токи вызовут соответствующие изменения скорости электродных процессов. Даже при одинаковом начальном состоянии поверхности металла коррозия на поверхности трубы на любом участке будет отличаться от коррозии на небольшом образце, который находится в грунте вблизи трубы. Принципиально это явление будет наблюдаться и в пределах размеров поперечного сечения трубы, где все свойства грунта и металла можно считать постоянными, кроме возможности доступа кислорода. Вследствие различного положения элементов поверхности трубы относительно поверхности земли плотность диффузного потока кислорода, поступающего к ним, будет различной. Появляются уравнительные токи. [c.26]

В пятидесятых годах К. К. Снитко и др. предложили так называемую окислительную теорию — одну из разновидностей химических теорий газовой эрозии. Согласно этой теории главная причина эрозионного разрушения металлов состоит в. окислении железа (и выгорании углерода) и других элементов, окисляющихся легче железа, под воздействием прямого окисления свободным кислородом, а также при непрямом окислении посредством находящихся в газах двуокиси углерода и паров воды. Эти выводы были основаны на результатах исследования механизма и кинетики процесса разложения пороха при высоких давлениях. [c.442]

С целью выявления влияния на кинетику собирательной рекристаллизации отдельных легирующих элементов была изучена собирательная рекристаллизация чистого никеля, бинарной системы нихрома, нихрома, легированного алюминием и титаном. Химический состав исследованных металлов и сплавов приведен в табл. 26. [c.124]

При химическом никелировании трубных элементов большой протяженности в условиях потока кроющего раствора представлялось необходимым установить влияние скорости потока на кинетику формирования слоя, а также определить ее оптимальные значения для нанесения покрытия на всю покрываемую поверхность. [c.103]

Различают три основных вида термической обработки металлов собственно термическую обработку, химико-термическую и термомеханическую обработки. Собственно термическая обработка предусматривает только температурное воздействие на металл. При химико-термической обработке (ХТО) в результате взаимодействия с окружающей средой при нагреве меняется состав поверхностного слоя металла и происходит его насыщение различными химическими элементами. Термомеханическая обработка (ТМО) предусматривает изменение структуры металла за счет как термического, так и деформационного воздействия. При ТМО наклеп оказывает влияние на кинетику фазовых и структурных превращений, сопровождающих термообработку. Собственно термическая обработка включает в себя отжиг, нормализацию, закалку, отпуск и старение. [c.143]

Современное общество во все возрастающей степени использует химическую продукцию, электроэнергию, получаемую за счет сжигания топлива, и высокоскоростной транспорт, ставший возможным благодаря реактивной технике. Отсюда быстрое развитие за последнее время науки о тепло- и массопереносе и ее приложений к важнейшим процессам в теплохимических аппаратах, а также к расчетам ответственных агрегатов электростанций, работающих на твердом, жидком или газообразном топливе. Без количественной теории тепло- и массообмена невозможно создание реактивных двигателей и ракетных систем. В своем развитии учение о тепло- и массопереносе опиралось на смежные науки. Из аэродинамики оно заимствовало теорию пограничного слоя. Термодинамика необратимых процессов внесла ясность в сложную картину потоков одновременно переносимых субстанций. Теория межмолекуляр-ных взаимодействий позволила рассчитать коэффициенты переноса газовых смесей. Химическая кинетика также составила важнейший элемент теории тепло- и массопереноса. [c.3]

О>22 h Qj. — радиационный поток без учета взаимодействия радиационного потока к телу с парами, вдуваемыми в пограничный слой еаГад — радиационный поток от поверхности тела. В общем случае для вычисления Ндф по указанной формуле необходимо знание Т , и вычисление которых может быть произведено с привлечением законов сохранения химических элементов и кинетики горения на стенке и обобщенной аналогии между коэффициентами массообмена (Г. А. Тирский, 1964). В бинарной постановке это сделано, в частности, в цитированном выше обзоре С. Скалы. Степень газификации Г для стеклопластиков или для кварца равна единице при 2000—2200 °К и меньше единицы [c.556]

Одномерное неравновесное течение с гомогенной конденсацией. В общем случае в потоке может происходить одновременно конденсация нескольких компонентов, однако, согласно правилу фаз (6.10), число конденсирующихся компопептов пе должно превышать числа независимых элементов, из которых образованы компоненты смеси. Одновременно с конденсацией могут протекать и химические реакции, при этом целесообразно массовые (или молярные) доли пеконденсирующихся компопептов определять либо из уравнений химической кинетики, если реакции протекают неравновесно, либо из закона действующих масс, если они протекают равновесно. Молярные доли конденсирующихся компонентов следует определять из конечных уравнений материального баланса, число которых, в силу правила фаз, равпо числу конденсирующихся компонентов. [c.323]

Во всех теплотехнических установках стремятся к проведению процессов горения с наибольшей скоростью, потому что это позволяет создать малогабарит ные машины и аппараты и получить в них наибольшую производительность. Процессы горения в существующих установках протекают с большой скоростью с выделением при сгорании топлива большого количества тепла и с развитием высоких температур. Для лучшего понимания влияния разкых факторов на скорость горения ниже рассмотрены элементы кинетики химических реакций. [c.224]

Указанные исследования позволили авторам сформулировать общий принцип, который необходимо учитывать при выборе режимов старения титановых сплавов. Если сплав легирован злементами, которые образуют с титаном или между собой устойчивые химические соединения, то даже при содержании этих элементов в пределах растворимости в а- или /3-твердых растворах всегда могут быть созданы условия, при которых возможно образование внутри твердых растворов предвыде-лений химических соединений. Такие предвыделения особенно опасны при работе сплавов в агрессивных средах, поскольку они серьезно влияют на кинетику протекания анодных процессов. [c.17]

В книге показано влияний кинетики химически реагирующего теплоносителя N2O4 2N02 2N0 + 02 на параметры различных элементов, газоохлаждаемой АЭС. Проанализированы экспериментальные данные по кинетике и механизму реакций, протекающих в системе, содержащей окислы азота и кислорода. Список jtiT. 190—203 (123 назв.). [c.206]

Предложена программа расчета ЖРД с газообразными продуктами сгорания для установившегося режима работы и обычного сверхзвукового сопла [134]. В табл. 16 указаны учитываемые программой процессы и диапазоны свойственных им потерь. Расчеты базируются на двух подпрограммах — анализе двумерного течения в сопле с учетом кинетики химических реакций (TDK) и анализе турбулентного пограничного слоя (TBL). По первой рассчитывается удельный импульс для невязкого газа с конечными скоростями химических реакций. Подпрограмма позволяет учитывать две зоны с разным соотношением компонентов, а также неполное выделение энергии. Во второй рассчитывается влияние вязкости и теплопередачи в стенку камеры. Расчет носит итерационный характер в последовательности TDK- TBL- TDK и завершается определением удельного импульса (рис. 90). На рис. 91 графически представлены учитываемые виды потерь (интересно сравнить этот метод с аналогичной процедурой расчета удельного импульса РДТТ, которую иллюстрирует рис. 57). Эта программа пригодна для топлив, состоящих из следуюш их химических элементов углерод, водород, азот, кислород, фтор и хлор. Разработан метод расчета взаимосвязи полноты сгорания в камере с потерями в сопле. [c.170]

В процессе эксплуатации наблюдается интенсивный переход легирующих элементов из твердого раствора феррита в карбиды. Обеднение твердого раствора легирующими элементами приводит к разупрочнению стали, что приближает прочность (и жаропрочность) легированного феррита к прочности феррита углеродистой стали. Степень легированности твердого раствора оценивают с помощью карбидного анализа [9]. Существо карбидного анализа заключается в электролитическом растворении образца металла и отделении карбидного осадка от раствора. Проводя химический анализ электролита и карбидного осадка и зная вес растворенного металла, оценивают миграцию легирующих элементов из твердого раствора в карбидную фазу. После эксплуатации труб из стали марок 12МХ и 15ХМ в течение 150 тыс. ч при 500—510 °С содержание молибдена в карбидной фазе достигает 75 %. Кинетика увеличения содержания хрома в карбидах имеет тот же характер, но [c.215]

Кинетика изменения химического состава тонких приповерхностных слоев в поверхностно-активном смазочном материале прослежена в микрорентгеноспектральных исследованиях пленки переноса на стальном контртеле и поверхностного слоя медного сплава. По рис. 2.12,6 медный сплав претерпевает серьезные изменении в своем исходном составе, обогащаясь медью и обедняясь цинком в сечениях поверхностного слоя, прилегающего к дорожке трения. В свою очередь пленка переноса медного сплава на контртеле также изменяет свой состав во времени (рис. 2.13). Если через 10 ч работы в состав пленки переноса входят оба элемента медного сплава (медь и цинк), то через 50 ч в пленке обнаруживается только медь, равномерно распределенная по поверхности контртела, а цинк практически отсутствует. Структура пленки переноса характеризуется существенной неоднородностью, большим числом пор, являющихся микрорезервуарами для смазочного материала. Мелкодисперсные частицы металла с активной поверхностью служат также центрами образования полимероподобных продуктов. Таким образом, присутствие в зоне контакта медный сплав — сталь поверхностно-активных смазочных материалов приводит к реализации особого механизма фрикционного взаимодействия, характеризующегося локализацией изнашивания в начальной стадии с образованием коллоидной системы частиц в смазочном материале и структурными 52 [c.52]

В настоящее время накоплен обширный экспериментальный материал по данным испытания различных легированных сталей, например марганцевых, кремниевомарганцевых, хромомолибденовых, с применением количественных (ИМЕТ-4, ЛТП МВТУ) и технологических проб (Рива, TS, крестовая). При этом для каждой из систем легирования изучено влияние содержания различных легирующих элементов (С, Мп, Si, Сг, Мо, В и др.) и вредных примесей (S, Р и др.) на сопротивляемость образованию холодных трещин, и определены эмпирические зависимости эквивалента углерода, устанавливающие допустимые соотношения между элементами, входящими в состав сталей. Эти соотношения не имеют универсального характера, так как зависят от ряда факторов, например конструкции сварного соединения и его жесткости, структурного класса присадочного или электродного материалов, способа и режимов сварки. Эти факторы изменяют не только уровень напряжений и характер их распределения в сварных соединениях, но и кинетику структурных изменений, степень развития химической неоднородности по границам зерен околошовной зоны вблизи линии сплавления со швом, содержание водорода и другие особенности, обусловливающие образование холодных трещин при сварке. Наиболее существенны при прочих равных условиях жесткость соединения и структурный класс металла шва. В связи с этим использование данных об эквивалентах углерода ограничивается обычно частными случаями, связанными с предварительными сравнительными оценками различных плавок стали или способов их выплавки в исследовательских целях. После этого, как правило, проводятся испытания стали с помощью технологических проб, в наибольшей степени соответствующих реальным условиям сварки конструкции соединений и технологическим факторам. [c.174]

К методам первой группы относятся химико-термические методы образования покрытий (ХТМ), основанные на твердофазовом, жидкостном и газофазовом насыщении поверхностей инструмента. Диффундирующие элементы могут насытить поверхности инструментов непосредственно, без промежуточных реакций либо с предшествующей химической реакцией на границе между инструмен-уальным материалом и покрытием, или же в объеме исходных реагентов. ХТМ включает такие методы, как насыщение поверхности инструментальных сталей азотом и углеродом в газофазовых и жидких средах, ионное азотирование и цементация в плазме тлеющего разряда, борирование, интрооксидирование и др. (см. рис. 2). В результате насыщения диффундирующими элементами инструментального материала образуются диффузионные слои, кристаллохимическое строение и свойства которых сильно отличаются от соответствующих параметров инструментального материала. Эти элементы улучшают его поверхностные свойства. Скорость образования, кинетика роста покрытия, его структура и свойства в значительной степени определяются температурой процесса, временем насыщения, параметрами диффузии насыщающих компонентов в инструментальном материале и, наконец, существенно зависят от химического состава, структуры и свойств последнего. [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...