русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Закон Кирхгоффа


Дата добавления: 2013-12-23; просмотров: 1872; Нарушение авторских прав


Теплоемкости

Зависимость тепловых эффектов от температуры

В этом параграфе мы познакомимся с методами расчета тепловых эффектов при температурах, отличных от стандартной. Для этого, прежде всего, необходимо остановиться на величинахтеплоемкостей, понятие о которых давалось Вам в средней школе.

Теплоемкостью С называется количество теплоты, которую необходимо затратить для нагревания 1 г или 1 моль вещества на 1 градус (или на один Кельвин). В первом случае теплоемкость называется удельной и измеряется в Дж×г-1К-1, а во втором –молярной, измеряемой в Дж×моль-1К-1. Из определения следует, что теплоемкость:

С = Q / DТ (1.15)

Если изменение температуры – величина бесконечно малая, то

С = dQ /dТ (1.16)

В зависимости от условий, при которых производится нагревание, теплоемкость может быть изобарной Сp или изохорной Сv. Учитывая равенства (1.7) и (1.12) :

Сn = dU / dT (1.17)

Ср = dH / dT (1.18)

Теплоемкости твердых, жидких и газообразных веществ зависят от температуры. Эти зависимости обычно выражают в виде эмпирических уравнений, например:

Ср = а + вТ + с¢ 1 / Т2 (1.19)

Коэффициенты а, в, с¢, найденные экспериментально для различных веществ, приводятся в справочнике. Подставив в уравнение (1.19) коэффициенты а, в, с¢ и заданную температуру Т можно легко рассчитать истинную теплоемкость вещества при этой температуре. В тех случаях, когда температурный интервал невелик вместо истинной теплоемкости Ср часто используют величинусредней теплоемкости , считая ее в данном интервале температур постоянной. Это значительно упрощает расчеты.

Поскольку энтальпия является функцией состояния ее изменение в результате реакции, т.е. тепловой эффект при постоянном давлении, равен:

DН = Н2 – Н1 (1.20)

где Н1 – энтальпия исходных веществ, а Н2 – энтальпия продуктов реакции. Дифференцируя (1.20) по температуре и принимая во внимание (1.18), получим:



d(DН) /dT = dH2 /dT - dH1 /dT = Cр,2 - Cр,1 = DСр (1.21)

Это уравнение закона Кирхгоффа, который может быть сформулирован следующим образом:

Температурный коэффициент теплового эффекта реакции при постоянном давлении равен сумме изобарных теплоемкостей продуктов реакции минус изобарные теплоемкости исходных веществ.

Чтобы рассчитать тепловой эффект реакции при заданной температуре необходимо произвести интегрирование уравнения (1.21). В простейшем случае могут быть использованы значения средних теплоемкостей.

d(DН) =

Поскольку средние теплоемкости в данном температурном интервале постоянны :

т – DН298 =D(Т – 298) или DНт = DН298 + D(Т – 298) (1.22)

Пример 1. Тепловой эффект реакции: SO2 (г) + Cl2 (г) = SO2Cl2 (г)

при Т = 298К равен DН0= - 61,80 кДж/моль. Рассчитать тепловой эффект реакции при Т = 400 К, если средние теплоемкости равны: (SO2(г)) =39,83 Дж×моль-1×К-1; (Cl2(г)) = 33,82 Дж×моль-1×К-1; (SO2Cl2(г)) =77,37 Дж×моль-1×К-1.

D= 77,37 – 39,83 – 33,82 =3,72 Дж×моль-1×К-1.

Пользуясь уравнением (1.22), находим:

Н400 = - 61,80 + 3,72 × (400 – 298) × 10-3 = 61,42 кДж/моль

Более точные результаты могут быть получены при использовании истинных теплоемкостей. В этом случае по таблицам находят коэффициенты а, в, с¢ для всех участников реакции и вычисляют Dа, Dв, Dс¢, как суммы соответствующих величин для продуктов реакции, умноженные на стехиометрические коэффициенты минус соответствующие значения для исходных веществ. Далее выражение DСр = Dа + Dв×Т + Dс¢×Т-2 вводят под знак интеграла:

Интегрируя полученное выражение в температурном интервале от Т1 до Т2, получают:

2 = DН1 +Dа (Т2 - Т1) +(Dв / 2) (Т22- Т12) + Dс¢ (1/Т1 - 1/Т2)

Из уравнения закона Кирхгоффа (1.21) следует, что влияние температуры на тепловой эффект реакции целиком зависит от величины и знака величины DСр. Чем больше различаются теплоемкости продуктов реакции от теплоемкостей исходных веществ, тем более сильным оказывается влияние температуры. Если теплоемкости продуктов реакции больше теплоемкостей исходных веществ (DСр>0), с повышением температуры тепловой эффект увеличивается. В противном случае, т.е. когда исходные вещества обладают более высокими значениями теплоемкостей, чем продукты реакции, повышение температуры ведет к уменьшению теплового эффекта реакции.



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Следствия из закона Гесса | Энтальпия кристаллической решетки


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.

Генерация страницы за: 0.007 сек.