Студопедия

Главная страница Случайная лекция


Мы поможем в написании ваших работ!

Порталы:

БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика



Мы поможем в написании ваших работ!




Влияние температуры на тепловые эффекты различных процессов. Закон Кирхгофа

Читайте также:
  1. III. Влияние новых видов оружия на развитие инженерного обеспечения и тактики инженерных войск.
  2. VI. СОСТАВ И СТРОЕНИЕ ГРУНТОВ. ВЛИЯНИЕ ВОДЫ НА МЕХАНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ГРУНТОВ
  3. А). Вопрос об «асимметрии правил допустимости доказательств» (или возможности использования доказательств, полученных с нарушением закона, стороной защиты).
  4. Адренергические эффекты
  5. Азеотропные смеси. Второй закон Коновалова
  6. Акцизы, НДС и их влияние на величину цены
  7. Анализ действующего законодательства в области налогообложения
  8. Анализ опасности различных способов включения человека в электрическую сеть .
  9. Анализ различных трактовок эффективности
  10. Анализ стратегий станкостроения в соответствии с законами строения и развития техники.

Тепловые эффекты химических реакций и других процессов зависят от температуры и эта зависимость устанавливается законом Кирхгофа. Пользуясь им, можно определять тепловой эффект процесса при любой температуре расчетным путем.

Получим уравнения Кирхгофа в дифференциальной форме. Для этого возьмем частные производные от теплоты процесса по температуре, соответственно, при постоянных P и V. Тогда с учетом уравнений (1.41) получим:

(1.52)

 

(1.53)

 

Уравнения (1.52) и (1.53) представляют собой дифференциальную форму закона Кирхгофа. Запишем уравнения Кирхгофа, перейдя к полным дифференциалам:

 

(1.54)

 

(1.55)

 

здесь ΔСp и ΔСv - изменение теплоемкости системы в результате протекания процесса при Р = const и V = const.

Формулировка закона Кирхгофа:

Температурный коэффициент теплового эффекта процесса равен изменению теплоемкости в результате протекания этого процесса.

Поясним, как же определить DСр и DСv.

Рассмотрим химическую реакцию:

 

аА + вВ еЕ + dD (1.56)

для нее изменение теплоемкости при Р = const:

 

(1.57)

 

т.е. (1.58)

 

где - мольные теплоемкости продуктов реакции,

- мольные теплоемкости исходных веществ,

a, b, d, e, ν - стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

Анализ уравнений (1.54) и (1.55) показывает, что

если DСр > 0, то ;

если DСр < 0, то ;

если DСр = 0, то .

Это значит, что если изменение теплоемкости в ходе реакции положительно, то с ростом температуры тепловой эффект реакции возрастает; если изменение теплоемкости в ходе реакции отрицательно, то с ростом температуры тепловой эффект уменьшается; если в ходе процесса суммарная теплоемкость системы постоянна, то тепловой эффект реакции не зависит от температуры.

Проинтегрируем уравнения Кирхгофа:

 

(1.59)

 

где DН1 и DН2 - тепловой эффект процесса, соответственно при Т1 и Т2 (при постоянном давлении).

Если интервал температур от Т1 до Т2 невелик (десятки градусов), то часто можно принять, что теплоемкости веществ не зависят от температуры, тогда в уравнении (1.59) DСр = const и эта величина выносится за знак интеграла:

2 = DН1 + DСр2 - Т1) (1.60)

 

В общем случае для вычисления теплового эффекта по уравнению (1.59) нужно знать зависимость DСр от Т. Она находится следующим образом. Для каждого реагента и продукта реакции по справочным данным находят коэффициенты уравнения (1.48) или (1.49) (вид функции определяется типом вещества и указывается в справочнике). Записывают эти уравнения с численными значениями коэффициентов для каждого вещества. Затем, производя алгебраическое сложение, находят уравнение для DСр реакции по формуле (1.58). Получают зависимость DСр от Т в виде степенного ряда, который подставляют в уравнение (1.59) под знак интеграла вместо DСр:

(1.61)

или

(1.62)

Решение интегралов (1.61) и (1.62) приводит к виду уравнений Кирхгофа в интегральной форме:

 

(1.63)

 

(1.64)

 

Уравнения (1.60), (1.63), и (1.64) используют для определения тепловых эффектов при температуре Т2, если известен тепловой эффект при температуре Т1.

В качестве DН1 чаще всего используют стандартные тепловые эффекты , которые рассчитывают, пользуясь следствиями закона Гесса, [уравнения (1.28) и (1.29)], а также справочными данными о теплотах образования или теплотах сгорания веществ.




<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Теплоемкость. При термохимических расчетах используются теплоемкости твердых, жидких и газообразных веществ при различных температурах | Основные термодинамические понятия

Дата добавления: 2014-10-02; просмотров: 679; Нарушение авторских прав




Мы поможем в написании ваших работ!
lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.032 сек.