Химическая кинетика (задачи, примеры, задания). Пурмаль А.П - 122 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

122
qTT
S
V
−
=⋅ − ⋅
α
(),
0
(3.3.2)
где
α − коэффициент теплопередачи, Т
0
– температура стенок
реакционного сосуда,
S и V – его поверхность и объём.
Пересечение графиков
q
+
= f(T) и q
−
= f(T) определит
температуру
Т′, по достижении которой экзотермический процесс будет
далее протекать изотермически. Точка касания графиков
q
+
, q
−
= f(T)
соответствует температуре
Т
кр
, выше которой процесс будет
развиваться в тепловой взрыв. В точке касания одновременно
выполняются два условия:
qq
dq
d
T
dq
d
T
+
=
−
+
=
−
,.
(3.3.3)
Дифференцируя (3.3.1) и (3.3.2) по
Т, подставляя в (3.3.3) можно
получить приближённое условие развития теплового взрыва:
A
E
RT
fC
E
RT
H
V
S
i
r
⋅− ⋅
⋅⋅ ⋅≥
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
exp ( )
.
0
0
2
1
α
Δ
(3.3.4)
Кинетика протекания экзотермических процессов в условиях
непостоянства температуры достаточно сложна. Качественно она может
быть описана на основе следующих положений. В момент
t = 0
температура смеси
Т = Т
0
. При этом dT/dt > 0. Если при возрастании
температуры
dT/dt, уменьшаясь, стремится к нулю, то Т стремится к
постоянному значению, которое определяется пересечением графиков
тепловыделения и теплоотвода, и возрастание скорости прекращается.
Если же при
Т = Т
0
не только dT/dt, но и d
2
T/dt
2
> 0, т.е. если dT/dt
растёт с ростом
Т, то скорость реакции прогрессивно нарастает и
происходит тепловое воспламенение реакционной смеси. Уравнение
(3.3.4) отражает возможность критических или предельных явлений в
химических системах. Небольшое изменение одной из внешних 
                             S
          q = α ⋅ (T − T0 ) ⋅ ,                                   (3.3.2)
           −                 V
     где α − коэффициент теплопередачи, Т0 – температура стенок
реакционного сосуда, S и V – его поверхность и объём.
     Пересечение графиков q+ = f(T)        и q− = f(T) определит
температуру Т′, по достижении которой экзотермический процесс будет
далее протекать изотермически. Точка касания графиков q+, q− = f(T)
соответствует температуре Ткр, выше которой процесс будет
развиваться в тепловой взрыв. В точке касания одновременно
выполняются два условия:

                         dq+          dq−
          q =q ,                 =             .                  (3.3.3)
           + −            dT              dT
Дифференцируя (3.3.1) и (3.3.2) по Т, подставляя в (3.3.3) можно
получить приближённое условие развития теплового взрыва:

                ⎛
                ⎜   E ⎞⎟
          A⋅exp⎜⎜ −    ⎟⋅ f
                       ⎟
                              (Ci )
                ⎝ RT0 ⎠                    E             V
                                      ⋅        ⋅ Δ r H ⋅   ≥ 1.   (3.3.4)
                    α                     RT02
                                                         S
      Кинетика протекания экзотермических процессов в условиях
непостоянства температуры достаточно сложна. Качественно она может
быть описана на основе следующих положений. В момент t = 0
температура смеси Т = Т0. При этом dT/dt > 0. Если при возрастании
температуры dT/dt, уменьшаясь, стремится к нулю, то Т стремится к
постоянному значению, которое определяется пересечением графиков
тепловыделения и теплоотвода, и возрастание скорости прекращается.
                                          2    2
Если же при Т = Т0 не только dT/dt, но и d T/dt > 0, т.е. если dT/dt
растёт с ростом Т, то скорость реакции прогрессивно нарастает и
происходит тепловое воспламенение реакционной смеси. Уравнение
(3.3.4) отражает возможность критических или предельных явлений в
химических системах. Небольшое изменение одной из внешних


                                  122

Страницы