Физико-химическое моделирование в нефтегазовой геохимии. Часть 1. Теория и методология физико-химического моделирования. Бычинский В.А - 35 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ИГУ | Иркутск

Составители: 

Рубрика: 

– 35 –
2.4. ÏÎËÅÇÍÛÅ ÔÎÐÌÀËÜÍÛÅ ÑÎÎÒÍÎØÅÍÈß
Ñâÿçü ìåæäó ýíòàëüïèåé, ýíòðîïèåé è ýíåðãèåé Ãèááñà äëÿ
ñèñòåìû îïðåäåëÿåòñÿ ñëåäóþùèì ñîîòíîøåíèåì:
∆G
T
= ∆H
T
– T∆S
T
, (2.17)
ãäå ∆S – àëãåáðàè÷åñêàÿ ñóììà (ñ ó÷åòîì ñòåõèîìåòðè÷åñêèõ êîýô-
ôèöèåíòîâ) ýíòðîïèè ðåàãåíòîâ.
Îñíîâíûì â òåðìîõèìèè ÿâëÿåòñÿ ïîíÿòèå òåïëîâîãî ýôôåê-
òà (∆H) – òåïëîòû, âûäåëÿþùåéñÿ èëè ïîãëîùàþùåéñÿ ïðè õèìè-
÷åñêèõ ðåàêöèÿõ, íî ïðè ýòîì ïîäðàçóìåâàåòñÿ, ÷òî V èëè Ð ïîñòî-
ÿííû; íå ñîâåðøàåòñÿ íèêàêîé ðàáîòû, êðîìå âîçìîæíîé ïðè ïî-
ñòîÿííîì äàâëåíèè ðàáîòû ðàñøèðåíèÿ; òåìïåðàòóðà ïðîäóêòîâ
ðåàêöèè ðàâíà òåìïåðàòóðå èñõîäíûõ âåùåñòâ. Ìîæíî îïðåäåëèòü
ôèçè÷åñêèé ñìûñë ýíòàëüïèè ñëåäóþùèì îáðàçîì: ðàçíîñòü ýíòàëü-
ïèé â äâóõ ñîñòîÿíèÿõ ñèñòåìû ðàâíà òåïëîâîìó ýôôåêòó èçîáàð-
íîãî ïðîöåññà.
Q
P
= U
2
+ P⋅V
2
– (U
1
+ P⋅V
1
) = H
2
– H
1
= ∆H. (2.18)
 ñïðàâî÷íèêàõ îáû÷íî íå ïðèâîäÿòñÿ âñå âåëè÷èíû òåïëî-
âûõ ýôôåêòîâ, èçìåðåííûõ ïî ðàçëè÷íûì ðåàêöèÿì, à òîëüêî ∆H
îáðàçîâàíèÿ èç ýëåìåíòîâ (
0
f
H∆
, ãäå èíäåêñ f (
formation) îçíà÷àåò
îáðàçîâàíèå ñîåäèíåíèÿ èç ýëåìåíòîâ ïðè ñòàíäàðòíûõ óñëîâèÿõ).
Åäèíèöû èçìåðåíèÿ ýíòàëüïèè: Äæ/ìîëü èëè êàë/ìîëü.
Ýíòðîïèåé (S
) íàçûâàåòñÿ íåêîòîðîå ýêñòåíñèâíîå ñâîéñòâî
ñèñòåìû, èçìåíåíèå êîòîðîãî ñëåäóþùèì îáðàçîì ñâÿçàíî ñ ïîãëî-
ùàåìîé òåïëîòîé è òåìïåðàòóðîé ñèñòåìû: â ñàìîïðîèçâîëüíîì
ïðîöåññå
Q
dS
T
δ
>
; â ðàâíîâåñíîì ïðîöåññå
Q
dS
T
δ
=
; â íåñàìî-
ïðîèçâîëüíîì ïðîöåññå
Q
dS
T
δ
<
. Ñàìîïðîèçâîëüíûå ïðîöåññû
èäóò ñ ðîñòîì ýíòðîïèè. Åäèíèöà èçìåðåíèÿ ýíòðîïèè: Äæ/(Ê⋅ìîëü)
èëè êàë/(Ê⋅ìîëü).
Äëÿ îïèñàíèÿ ñèñòåì ñ ïîìîùüþ òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ïîòåí-
öèàëîâ íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü ñòàíäàðòíîå ñîñòîÿíèå, êîòîðîå
Q
dS
T
δ
>
                                        – 35 –
               2.4. ÏÎËÅÇÍÛÅ ÔÎÐÌÀËÜÍÛÅ ÑÎÎÒÍÎØÅÍÈß
             Ñâÿçü ìåæäó ýíòàëüïèåé, ýíòðîïèåé è ýíåðãèåé Ãèááñà äëÿ
        ñèñòåìû îïðåäåëÿåòñÿ ñëåäóþùèì ñîîòíîøåíèåì:
                                ∆GT = ∆HT – T∆ST,                      (2.17)
        ãäå ∆S – àëãåáðàè÷åñêàÿ ñóììà (ñ ó÷åòîì ñòåõèîìåòðè÷åñêèõ êîýô-
        ôèöèåíòîâ) ýíòðîïèè ðåàãåíòîâ.
             Îñíîâíûì â òåðìîõèìèè ÿâëÿåòñÿ ïîíÿòèå òåïëîâîãî ýôôåê-
        òà (∆H) – òåïëîòû, âûäåëÿþùåéñÿ èëè ïîãëîùàþùåéñÿ ïðè õèìè-
        ÷åñêèõ ðåàêöèÿõ, íî ïðè ýòîì ïîäðàçóìåâàåòñÿ, ÷òî V èëè Ð ïîñòî-
        ÿííû; íå ñîâåðøàåòñÿ íèêàêîé ðàáîòû, êðîìå âîçìîæíîé ïðè ïî-
        ñòîÿííîì äàâëåíèè ðàáîòû ðàñøèðåíèÿ; òåìïåðàòóðà ïðîäóêòîâ
        ðåàêöèè ðàâíà òåìïåðàòóðå èñõîäíûõ âåùåñòâ. Ìîæíî îïðåäåëèòü
        ôèçè÷åñêèé ñìûñë ýíòàëüïèè ñëåäóþùèì îáðàçîì: ðàçíîñòü ýíòàëü-
        ïèé â äâóõ ñîñòîÿíèÿõ ñèñòåìû ðàâíà òåïëîâîìó ýôôåêòó èçîáàð-
        íîãî ïðîöåññà.
                    QP = U2 + P⋅V2 – (U1 + P⋅V1 ) = H2 – H1 = ∆H.      (2.18)
     δQ       ñïðàâî÷íèêàõ îáû÷íî íå ïðèâîäÿòñÿ âñå âåëè÷èíû òåïëî-
dS >
      T âûõ ýôôåêòîâ, èçìåðåííûõ ïî ðàçëè÷íûì ðåàêöèÿì, à òîëüêî ∆H
        îáðàçîâàíèÿ èç ýëåìåíòîâ ( ∆H f , ãäå èíäåêñ f ( formation) îçíà÷àåò
                                        0

        îáðàçîâàíèå ñîåäèíåíèÿ èç ýëåìåíòîâ ïðè ñòàíäàðòíûõ óñëîâèÿõ).
        Åäèíèöû èçìåðåíèÿ ýíòàëüïèè: Äæ/ìîëü èëè êàë/ìîëü.
             Ýíòðîïèåé (S ) íàçûâàåòñÿ íåêîòîðîå ýêñòåíñèâíîå ñâîéñòâî
        ñèñòåìû, èçìåíåíèå êîòîðîãî ñëåäóþùèì îáðàçîì ñâÿçàíî ñ ïîãëî-
        ùàåìîé òåïëîòîé è òåìïåðàòóðîé ñèñòåìû: â ñàìîïðîèçâîëüíîì
                          δQ                               δQ
          ïðîöåññå dS >      ; â ðàâíîâåñíîì ïðîöåññå dS =    ; â íåñàìî-
                           T                                T
                                       δQ
          ïðîèçâîëüíîì ïðîöåññå dS <       . Ñàìîïðîèçâîëüíûå ïðîöåññû
                                        T
          èäóò ñ ðîñòîì ýíòðîïèè. Åäèíèöà èçìåðåíèÿ ýíòðîïèè: Äæ/(Ê⋅ìîëü)
          èëè êàë/(Ê⋅ìîëü).
               Äëÿ îïèñàíèÿ ñèñòåì ñ ïîìîùüþ òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ïîòåí-
          öèàëîâ íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü ñòàíäàðòíîå ñîñòîÿíèå, êîòîðîå

Страницы