Égéshő egyensúly
Home | Rólunk | visszacsatolás
A reakcióhő a hőmennyiség, amely megjelent vagy szívódik fel a rendszer a reakció közben [2].
hol. - sztöchiometrikus együtthatók a reakciótermékek és prekurzorok; . - standard képződési entalpia reakció termékek és a kiindulási anyagok. A képződéshő. Itt, az index azt jelenti, formáció (képződés), a nulla, hogy az érték kapcsolódó szabvány az anyag.
A képződéshő határozza anyagok könyvtárak vagy alapján számított anyagok szerkezetét.
Égéshő a hőmennyiség felszabaduló teljes égését egységnyi mennyiségű anyag, feltéve, hogy a kezdeti és a végső termékek standard körülmények között.
· Mole - egy mól (kJ / mól)
· Mass - egy kilogramm (kJ / kg)
· Tömeges - egy köbméter anyag (kJ / m) a égéshő.
Attól függően, hogy az aggregált állapotban a képződött víz az égési folyamatban, megkülönböztetni a magasabb és az alacsonyabb égéshő.
A magasabb hő értéke a hőmennyiség, amely által generált teljes égését egységnyi mennyiségű éghető anyag, beleértve a kondenzációs hő vízgőz.
A legalacsonyabb fűtőértéke a hőmennyiség, amely által generált teljes égését egységnyi mennyiségű éghető anyag, feltéve, hogy a víz az égéstermékek a gáz halmazállapotú.
A moláris égéshő megfelelően kiszámított a törvény Hess. Történő átalakítását az a moláris égéshője a tömeg a képlet használható:
ahol - a moláris tömege az éghető anyagok.
Az anyagok gáznemű halmazállapotban normál számított égéshő a hangerőt a következő képlet segítségével:
ahol - a moláris gáz térfogatát, amely standard körülmények között.
Kielégítően pontos eredményeket komplex keverékek vagy éghető biztosítja a Mendeleev képlet nagyobb égési hő:
Ahhoz, hogy csökkentse a égéshő
Kiszámítása hő éghető keverékek égési végezzük az alábbi képlet szerint
ahol - a fűtőérték az éghető keverék; - térfogathányada th üzemanyag a keverékben; - -edik fűtőérték a tüzelőanyag égési a keverékben.
Kiszámítása égéshő gáz-levegő keverékek alkalmazásával végezzük a képlet
ahol - a fűtőérték egy gyúlékony anyagot ,; - a koncentráció a tűzveszélyes anyagnak a gáz-levegő keverék, a térfogati hányad; - égéshő gáz-levegő keverék.
A hőkapacitása a test nevezzük fizikai mennyiség, amely meghatározza az arány a infinitezimális hőmennyiség. a kapott testet a megfelelő növekmény annak hőmérséklete
A hőmennyiség a test egy leereszteni vagy visszahúzódik belőle, mindig arányos az anyag mennyiségét.
Fajhő hívják hőkapacitása, a hivatkozott az egységnyi mennyiségű anyag. Az anyag mennyiségét lehet mérni kilogrammban, köbméterben és anyajegyek. Ezért megkülönböztetni tömeg, térfogat és a moláris hőkapacitás.
· - moláris hőt. . Ez a hőmennyiség, amely szükséges, hogy függessze fel az 1 mol az anyag, hogy a hőmérséklete nőtt 1 Kelvin;
· - tömeges hőkapacitása. . Ez a hőmennyiség, amely szükséges, hogy függessze fel az 1 kilogramm számít, hogy a hőmérséklete megnövekszik 1 Kelvin;
· - térfogati hőkapacitás. . Ez a hőmennyiség, amely szükséges, hogy függessze fel az 1 köbméter anyag hőmérséklete megnövekszik 1 Kelvin.
A kapcsolat a tömeg és moláris hő kapacitások képlete
ahol - a moláris tömege az anyag. A térfogati hőkapacitás kifejezett moláris következőképpen
ahol - a moláris gáz térfogata normál körülmények között.
A hőkapacitása a test függ olyan eljárás, amely során végzett hőszolgáltató.
Body hőkapacitás állandó nyomáson az aránya a specifikus (per 1 mol anyagra) hőmennyiség, összeadásával a izobár folyamat változások a testhőmérséklet.
Body hőkapacitás állandó térfogaton az aránya a specifikus (per 1 mol anyag) a hőmennyiség Összefoglalva izochor állapotváltozás, a változás a testhőmérséklet.
Hőkapacitása ideális gázok
hol van az egyetemes gázállandó.
A anyagok hőkapacitása a szilárd fázisban, hogy feltételeket a normál közel a törvény által a Dulong-Petit
Tekintettel arra, hogy a fajhő függ a hőmérséklettől, a hőfogyasztás ugyanazt a hőmérsékletet növelni a etsya (ábra. 3.1).
Igaz hőkapacitása nevezett hőkapacitása, amely egy bizonyos termodinamikai folyamatot fejezi ki a következő képlet
ahol - azt a folyamatot jelöli, ahol a fajhő mérjük. Az érték lehet. et al.
Ábra. 3.1. Függése hőkapacitás
Átlagos hő kapacitása az arány a hőmennyiség átadódik a test egy előre meghatározott folyamat részeként a hőmérséklet-változás, feltéve, hogy a hőmérséklet-különbség a végső értéket. Az ismert igaz hőkapacitása hőmérséklet függvényében átlagosan hőkapacitása hőmérséklet-tartományban, hogy használatával is megtalálható a középérték-tétel
ahol - az átlagos hőkapacitása, hőkapacitása -istinnaya.
A kísérleti vizsgálatok, a fajhője anyagok gyakran nagy hőkapacitású függvényében a felső határ, egy rögzített érték az alsó határ, ami meghatározva, hogy
Attól közeg felmelegíti a gázokat a felső határ hőmérséklet táblázat mutatja 3.1.
A fajhője a gázkeverék függ a keverék összetételének, és felmelegíti a komponenseket. Jelöljük: - a móltörtje komponens a keverékben; - az a térfogat frakció; - a tömeg frakció. Itt - edik komponense mólmennyiségű m 3 kg, ill. A fajhője a gázkeverék lehet meghatározni a képletek
hol. . - átlagos moláris, tömege és térfogati hőkapacitás th keveréket komponens.
A képleteket a meghatározására átlagos moláris hő kapacitásai az egyes gázok állandó térfogaton, J / (mol · deg), a hőmérséklet 0 ° C
A hő és motor, minden egyes első ciklusban az égéstérbe kerül szállításra friss keverék olyan részének, amely az úgynevezett egy friss adag. Általánosságban azonban továbbra is az égéstérbe a kipufogógázok az előző ciklusban.
A koefficiens a maradék gázok
ahol - a mólszáma maradék gázok, - a mólszáma a friss töltés. A keveréket a maradék gázok az égéstérben a friss töltés az úgynevezett üzemi keveréket. A fajhője a dolgozó keveréket számítják az alábbi képlet szerint
hol. - az átlagos hőkapacitása a friss töltés és a maradék gáz hőmérsékletét a munkaképes keverék; - a maradék gáz arány.
A hőt az égési zónában fogyasztják fűtésére égéstermékek és a hőveszteség (az utóbbi magában foglalja előmelegítő az éghető anyag és a sugárzás az égési zóna a környezetbe). A maximális hőmérséklet, amelyre a fűtött égéstermékeket, az égési hőmérséklet nevezzük.
Attól függően, hogy a feltételeket, amelyek a folyamat égési végbe megkülönböztetni kaloriméter. adiabatikus, elméleti. és a tényleges égési hőmérséklet [12].
Alatt a kaloriméter hőmérséklete égési megérteni a hőmérséklet, amelyre a égéstermékeket melegítjük a következő körülmények között:
· Minden felszabaduló hő a reakció során fűtésére használják fel az égéstermékeket;
· Teljes égés sztöchiometrikus tüzelőanyag-keverék ();
· Képződése során bomlástermékekkel disszociációs;
· Éghető keverék kezdeti hőmérséklete 273K, míg a nyomás 101,3 kPa.
A adiabatikus égési hőmérséklet meghatározása nem sztöchiometrikus tüzelőanyag keverék ().
Az elméleti égési hőmérséklet a kaloriméter azzal jellemezve, hogy a számítás figyelembe veszi a hőveszteség következtében disszociációja az égéstermékek.
A tényleges égési hőmérséklet - az a hőmérséklet, amelyre a fűtött égéstermékeket valós körülmények között.
Tekintsük a számítás csak kaloriméter és adiabatikus égési hőmérséklet egy kis korrekció. Azt feltételezzük, hogy a kezdeti keverék eltér a kezdeti hőmérséklet. Jelöljük mol, és az összeget a keverék az égéstermékek keveréket. Ezután az egyensúlyt az égési hő állandó nyomáson felírható a következőképpen
hol. - az átlagos hő kapacitása az eredeti keverék és az égési termékek; - a felszabaduló hő az égés során egy mól egy működő keveréket; és - a hőmérséklet a munka keverék és égési gázok, ill. Tekintetében egy mól az üzemi keverék képletű (3.20) úgy reprezentálható, mint
ahol - a molekuláris összetételét keveréke arányának a változások. A hőegyensúly egyenletek kaloriméter és adiabatikus égési hőmérsékletet.
A robbanás mennyisége a betáplált keverék állandónak tekinthető. Kiszámításához a hőmérséklet a robbanás elegendő meghatározni az égési hőmérséklet alatt az állandó térfogatú
A nyomás a robbanás is találhatók Clapeyron-Mendeleev egyenletet, tekintettel arra, hogy a térfogata a folyamat nem változik.
A gyakorlati munka №3
„Kiszámítása fűtőértékű anyagok”
Cél: További alapvető fogalmak energiamérleg az égési folyamatokat. Tanulás, hogy a számítás a fűtőértékét különböző éghető anyagok (egyes szerek és ezek keverékei; összetett anyag, a kimutatott elemi összetétel).
Számítási képletek és algoritmusok
1. (3.1) kiszámítására használjuk a égéshő az egyes anyagok. Először azonosítja az égési reakció, amellyel a sztöchiometriai együtthatók meghatározzuk és termékek. Ezután a táblázatban (lásd a 3.1.) Vannak standard képződési entalpia a kiindulási anyagok és a reakció termékek. Talált paraméterek helyettesítik be az általános képletű (3,1) és a számított égéshője az éghető anyag.
2. Égéshője összetett anyagok képletek D. I. Mendeleeva (3.4) és (3.5). A számításhoz csak be kell tudni tömegarányai az elemek százalékában. A égéshő kiszámított kJ / kg.
3. A számításhoz az üzemanyag keverékek képletek (3.1) - (3.6). Először talál egy alsó fűtőértéke minden gáz tüzelőanyag, mint az egyén általános képletű vegyület (3.2) vagy mint egy komplex anyag a képlet (3.4) és (3.5). Lépéshez térfogati égéshő használunk az (3.2) és (3.3). Kerekítés számítás kiszámításakor az alsó égéshője az éghető keverék az (3.6).
4. Annak megállapításához, a égéshője 1 m3 gáz-levegő keveréket a kiszámított térfogat frakció éghető gázok levegő jelenlétében, amelynek összege függ. Ezután a következő képlet segítségével (3.7) kiszámítjuk az égéshő gáz-levegő keverék.
Példa 3.1. Adjuk alacsonyabb égéshő acetilén.
Határozat. Az egyenlet acetilén égési.
Egyenlet szerint sztöchiometrikus együtthatók egyenlő. . . . Az alkalmazás használata 3.1 egy standard képződési entalpia reakció anyagok. . . . A képlet szerint (3.1), kiszámítjuk alacsonyabb égéshő acetilén
Kiszámításához felszabaduló hőmennyiség égés során 1 m3 acetilén, az így kapott értéket el kell osztani a moláris mennyiség standard körülmények között (3.3):
3.2 példa. Számítsuk fűtőérték a szerves tömeg a készítmény: - 62% - 8% - 28% - 2%.
Határozat. Mengyelejev tápszerek (3.4) és (3.5), azt látjuk,
3.3 példa. Ahhoz, hogy meghatározzuk a égéshője az álló gázkeveréket - 40% - 20% - 15% - 5% - 10% - 10%.
Határozat. Ezekből éghető gázok. . . . Írunk az egyenletet az egyes tüzelőanyag oxigénnel reagál:
A standard képződési entalpia az anyag felhasználásával a táblázat adatai 3.2 táblázat.
A képlet szerint (3.1) összhangban az égési egyenletek által (1) - (4) találunk égéshőt:
Előállítása éghető gáz a következő képlet segítségével (3.6), figyelembe véve, hogy a moláris frakció és a hangerő egybeesik. Ennek eredményeként a számítások kapunk egy alacsonyabb égéshőt a gázkeverék
Égése során 1 m3 gázkeverék hőt egyenlő
3.4 példa. Kiszámít egy alsó égéshője propán-levegő keverék, amikor a légfelesleg tényező.
Határozat. Írja propán égési egyenlet
Szerint a reakció egyenlet 1 m 3-propán kell esnie m 3 levegő sztöchiometrikus keverék. Tekintettel arra, hogy az 1 m3-propán ténylegesen elfogyasztott m3 levegő. Így egy 1 m 3 propán-levegő keverék lesz a térfogathányada propán
Egy alacsonyabb égéshő propán megtalálják a képletű (3.1). A standard képződési entalpia propán lehet meghatározni táblázat szerint 3.2.
A égéshője propán
Egy alacsonyabb égéshő propán-levegő keverék lehet meghatározni a általános képletű (3,7)
3.1. Számoljuk ki a legmagasabb és a legalacsonyabb égéshője az egyes anyagok. Kiszámításának paramétereit, attól függően, hogy a kiviteli alak, táblázatban mutatjuk be a 3.3.
3.2. Számolja fűtőérték anyag összetételét. Kiszámításának paramétereit, attól függően, hogy a kiviteli alak, táblázatban mutatjuk be 3.4.
3.3. Mi anyag mennyiségét kg lehet hőmérsékletre melegítjük a 0 C elégetésével éghető keveréket 3 m. Kiszámításának paramétereit, attól függően, hogy a kiviteli alak, táblázatban mutatjuk be 3.5. Hőkapacitása az anyag, hogy megtalálja a vezetők.
3.2 táblázat. A standard képződési entalpia
Az anyag és az állam
Az anyag és az állam