Физико-химическое моделирование в нефтегазовой геохимии. Часть 1. Теория и методология физико-химического моделирования. Бычинский В.А - 32 стр.

UptoLike

Рубрика: 

– 32 –
íåíòîâ ñèñòåìû â óñëîâèÿõ åå ðàâíîâåñèÿ ñïðàâåäëèâî ëèøü äëÿ
äåéñòâèòåëüíûõ êîìïîíåíòîâ. Åñëè æå êîìïîíåíò ÿâëÿåòñÿ âîçìîæ-
íûì, òî ìû óæå íå ìîæåì òðåáîâàòü â äàííîì ñëó÷àå ðàâåíñòâà åãî
õèìè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà âî âñåõ ôàçàõ ñèñòåìû. Ìîæíî òîëüêî óò-
âåðæäàòü, ÷òî âîçìîæíûé êîìïîíåíò ñîñðåäîòî÷èâàåòñÿ â òåõ ôà-
çàõ ñèñòåìû, ãäå åãî õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë ñòàíîâèòñÿ ìèíèìàëü-
íûì [79].
Òåïëîåìêîñòüþ ñèñòåìû íàçûâàåòñÿ îòíîøåíèå êîëè÷åñòâà
ñîîáùåííîé åé òåïëîòû ê âûçûâàåìîìó ýòèì ïîâûøåíèþ òåìïåðà-
òóðû (ïðè óñëîâèè, ÷òî ïðîöåññ çàêëþ÷àåòñÿ òîëüêî â ïîâûøåíèè è
ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû ñèñòåìû è íå âêëþ÷àåò â ñåáÿ õèìè÷åñêèõ
ðåàêöèé, ïåðåõîäîâ âåùåñòâà èç îäíîãî àãðåãàòíîãî ñîñòîÿíèÿ â
äðóãîå, ïðîöåññîâ ðàñòâîðåíèÿ è ò.ä.).
Êîãäà òåïëîåìêîñòü îòíîñèòñÿ ê 1 ã âåùåñòâà, îíà íàçûâà-
åòñÿ óäåëüíîé òåïëîåìêîñòüþ, ê îäíîìó ìîëþ – ìîëüíîé òåï-
ëîåìêîñòüþ.  òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ðàñ÷åòàõ ïîëüçóþòñÿ ìîëü-
íîé òåïëîåìêîñòüþ.
 çàâèñèìîñòè îò óñëîâèé, â êîòîðûõ ïðîèñõîäèò íàãðåâ, ðàç-
ëè÷àþò íåñêîëüêî âèäîâ òåïëîåìêîñòè. Ðàññìîòðèì äâà íàèáîëåå
âàæíûå èç íèõ.
Åñëè âåùåñòâî íàãðåâàåòñÿ ïðè ïîñòîÿííîì îáúåìå, òåïëîåì-
êîñòü C
V
, êîòîðîé îíî îáëàäàåò, íàçûâàåòñÿ èçîõîðíîé òåïëîåì-
êîñòüþ.  ýòîì ñëó÷àå âñÿ ñîîáùàåìàÿ âåùåñòâó òåïëîòà óâåëè÷è-
âàåò åãî âíóòðåííþþ ýíåðãèþ, òàê êàê ïðè íàãðåâàíèè áåç èçìåíå-
íèÿ îáúåìà íå ïðîèçâîäèòñÿ âíåøíåé ðàáîòû.
Òåïëîåìêîñòü C
P
, êîòîðîé îáëàäàåò òåëî, íàãðåâàåìîå ïðè ïî-
ñòîÿííîì äàâëåíèè, íàçûâàåòñÿ èçîáàðíîé òåïëîåìêîñòüþ. Â ýòèõ
óñëîâèÿõ íàãðåâà, íàðÿäó ñ ðàñõîäîì òåïëîòû íà óâåëè÷åíèå âíóò-
ðåííåé ýíåðãèè âåùåñòâà, ïðîèçâîäèòñÿ åùå è ðàáîòà ïðîòèâ âíåø-
íåãî äàâëåíèÿ âñëåäñòâèå ðàñøèðåíèÿ âåùåñòâà ïðè ïîâûøåíèè
òåìïåðàòóðû. Ýòà ðàáîòà òðåáóåò çàòðàòû äîïîëíèòåëüíîãî êîëè-
÷åñòâà òåïëîòû, ïîýòîìó èçîáàðíàÿ òåïëîåìêîñòü âñåãäà áîëüøå
èçîõîðíîé.
Ðàçëè÷àþò èñòèííóþ è ñðåäíþþ òåïëîåìêîñòè.
                             – 32 –
íåíòîâ ñèñòåìû â óñëîâèÿõ åå ðàâíîâåñèÿ ñïðàâåäëèâî ëèøü äëÿ
äåéñòâèòåëüíûõ êîìïîíåíòîâ. Åñëè æå êîìïîíåíò ÿâëÿåòñÿ âîçìîæ-
íûì, òî ìû óæå íå ìîæåì òðåáîâàòü â äàííîì ñëó÷àå ðàâåíñòâà åãî
õèìè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà âî âñåõ ôàçàõ ñèñòåìû. Ìîæíî òîëüêî óò-
âåðæäàòü, ÷òî âîçìîæíûé êîìïîíåíò ñîñðåäîòî÷èâàåòñÿ â òåõ ôà-
çàõ ñèñòåìû, ãäå åãî õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë ñòàíîâèòñÿ ìèíèìàëü-
íûì [79].
      Òåïëîåìêîñòüþ ñèñòåìû íàçûâàåòñÿ îòíîøåíèå êîëè÷åñòâà
ñîîáùåííîé åé òåïëîòû ê âûçûâàåìîìó ýòèì ïîâûøåíèþ òåìïåðà-
òóðû (ïðè óñëîâèè, ÷òî ïðîöåññ çàêëþ÷àåòñÿ òîëüêî â ïîâûøåíèè è
ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû ñèñòåìû è íå âêëþ÷àåò â ñåáÿ õèìè÷åñêèõ
ðåàêöèé, ïåðåõîäîâ âåùåñòâà èç îäíîãî àãðåãàòíîãî ñîñòîÿíèÿ â
äðóãîå, ïðîöåññîâ ðàñòâîðåíèÿ è ò.ä.).
      Êîãäà òåïëîåìêîñòü îòíîñèòñÿ ê 1 ã âåùåñòâà, îíà íàçûâà-
åòñÿ óäåëüíîé òåïëîåìêîñòüþ, ê îäíîìó ìîëþ – ìîëüíîé òåï-
ëîåìêîñòüþ.  òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ðàñ÷åòàõ ïîëüçóþòñÿ ìîëü-
íîé òåïëîåìêîñòüþ.
      Â çàâèñèìîñòè îò óñëîâèé, â êîòîðûõ ïðîèñõîäèò íàãðåâ, ðàç-
ëè÷àþò íåñêîëüêî âèäîâ òåïëîåìêîñòè. Ðàññìîòðèì äâà íàèáîëåå
âàæíûå èç íèõ.
      Åñëè âåùåñòâî íàãðåâàåòñÿ ïðè ïîñòîÿííîì îáúåìå, òåïëîåì-
êîñòü CV, êîòîðîé îíî îáëàäàåò, íàçûâàåòñÿ èçîõîðíîé òåïëîåì-
êîñòüþ.  ýòîì ñëó÷àå âñÿ ñîîáùàåìàÿ âåùåñòâó òåïëîòà óâåëè÷è-
âàåò åãî âíóòðåííþþ ýíåðãèþ, òàê êàê ïðè íàãðåâàíèè áåç èçìåíå-
íèÿ îáúåìà íå ïðîèçâîäèòñÿ âíåøíåé ðàáîòû.
      Òåïëîåìêîñòü CP, êîòîðîé îáëàäàåò òåëî, íàãðåâàåìîå ïðè ïî-
ñòîÿííîì äàâëåíèè, íàçûâàåòñÿ èçîáàðíîé òåïëîåìêîñòüþ. Â ýòèõ
óñëîâèÿõ íàãðåâà, íàðÿäó ñ ðàñõîäîì òåïëîòû íà óâåëè÷åíèå âíóò-
ðåííåé ýíåðãèè âåùåñòâà, ïðîèçâîäèòñÿ åùå è ðàáîòà ïðîòèâ âíåø-
íåãî äàâëåíèÿ âñëåäñòâèå ðàñøèðåíèÿ âåùåñòâà ïðè ïîâûøåíèè
òåìïåðàòóðû. Ýòà ðàáîòà òðåáóåò çàòðàòû äîïîëíèòåëüíîãî êîëè-
÷åñòâà òåïëîòû, ïîýòîìó èçîáàðíàÿ òåïëîåìêîñòü âñåãäà áîëüøå
èçîõîðíîé.
      Ðàçëè÷àþò èñòèííóþ è ñðåäíþþ òåïëîåìêîñòè.