Теоретические основы теплотехники - 57 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

iiiii
dmdVpdTSdF µ+
+
−
=
, (1.49)
iiiii
dmVdpdTSdZ µ
+
+
−
=
. (1.50)
Из приведенных формул видно, что в рассматриваемых системах возможны частные термодинами-
ческие процессы при постоянстве не только одного, но и двух параметров состояния (из перечня p
i
, V, T,
и S
i
). Приведенные формулы позволяют достаточно легко найти величину химического потенциала i-й
компоненты для таких частных процессов. Так, если процесс протекает одновременно изохорно и адиа-
батно (теплоизолированный реактор постоянного объема), то дифференциалы dS
i
и dV равны нулю и
формула (1.47) дает
PS
i
i
i
m
U
,
∂
∂
=
µ
.
В процессах при S = const и p = const, учитывая, что при этом dS и dp равны нулю, из формулы
(1.48) получаем
pS
i
i
m
H
,
∂
∂
=µ
.
В процессах при V = const и T = const из формулы (1.49) находим
TV
i
i
i
m
F
,
∂
∂
=µ
.
В технике наиболее экономичными являются непрерывные производства, и поэтому наибольшее
распространение находят химические реакторы непрерывного действия. В реакционную камеру такого
реактора непрерывно подаются потоки исходных реагентов. По мере перемещения их вдоль камеры
протекают химические реакции, и на выходе из реактора получается поток целевого продукта. В таких
реакторах процессы протекают при p = const и T = const. Причем, для обеспечения постоянства темпе-
ратуры в реакционной камере устанавливают змеевики или рубашки, через которые с помощью специ-
альных теплоносителей осуществляется отвод (или подвод) тепла, выделяемого (или поглощаемого) во
время реакции. Для таких процессов dp = 0 и dT = 0, и из формулы (1.50) следует
Tp
i
i
i
m
Z
,
∂
∂
=µ
.
Отсюда
iii
dmdZ µ= и, если проинтегрировать это выражение, то
iii
mZ
µ
=
. Значит =µ
iii
mZ /
i
z
=
, т.е. в изо-
барно-изотермических процессах химическим потенциалом выступает удельная свободная энтальпия
вещества.
1.6.2 Тепловой эффект химических реакций
П
ри термодинамическом анализе многокомпонентных гомогенных систем с химически реагирующими
компонентами понятие о внутренней энергии системы приобретает более широкий смысл, чем при рас-
смотрении чисто физических процессов. Теперь сюда включается и химическая энергия межмолекуляр-
ных связей, которая способна трансформироваться в тепло, работу, электрическую или другие виды
энергии.
В соответствии с формулой (1.3) первый закон термодинамики для таких систем принимает вид
хим
QddLdQdU +−= . (1.51)
Все составляющие этого уравнения являются суммарными эффектами, учитывающими вклад каждой
компоненты (всего их n):

Страницы