Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Топ:
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Интересное:
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Дисциплины:
2018-01-29 | 446 |
5.00
из
|
Заказать работу |
(практическое задание №3)
Цель работы: расчет равновесных составов и окислительно-восстановительных свойств газовых атмосфер при высоких температурах.
Основными газовыми реакциями в металлургических процессах являются реакции горения СО и Н2.
(3.1)
(3.2)
Термодинамические потенциалы этих реакций имеют вид:
(3.3)
(3.4)
Для реакций (3.1, 3.2) константы равновесия определяются по формулам.
(3.5)
(3.6)
Влияние давления на равновесие определяем на основе парциальных Pi компонентов и числа молей:
(3.7)
Для определения числа молей можно использовать степень диссоциации a (отношение числа распавшихся молей к исходному числу). Допустим, что 1 моль СО2 (реакция 1) диссоциирует на a молей СО. Тогда образуется 0,5a молей О 2 и остаток нераспавшихся молей CO2 равен 1–a. Суммарное число молей может быть выражено для реакций (3.1) и (3.2) следующим образом:
(3.8)
Тогда из (3.7) можно определить парциальные давления каждой фазы
(3.9)
(3.10)
(3.11)
После подстановки (3.9…3.11) в уравнение (3.5) получим, что константа равновесия определяется как
(3.12)
При температурах Т £ 2273 К считается, что для вышеописанных реакций a << 1. В этом случае
(3.13)
Для оценки окислительно-восстановительных свойств газовой фазы используют химический потенциал киалорода, определяемый как
(3.14)
С учетом (3.5) можно получить П 0, выраженное через парциальные давления и :
(3.15)
(3.16)
где DG1 – потенциал (3.3); R – газовая постоянная; П 0 – химический потенциал кислорода.
Аналогично запишем для реакции (3.2):
(3.17)
Если исходный фазовый состав газовой фазы отличается от равновесного, то направление превращений определяют с помощью уравнения изотермы реакции:
(3.18)
где .
Если D G < 0, то превращения должны происходить слева направо.
Если D G > 0, то превращения происходят в противоположном направлении. При D G = 0 наступает равновесие.
Примеры расчета
(практическое задание №3)
Постановка задачи 1. Определить направление реакции взаимодействия (3.1) при Т = 2273 К при исходном составе газовой фазы 70 % СО2, 20 % СО и 10 % О2. Найти константу равновесия при Р = 1.
Решение.
По уравнению (3.18) определили D G, учитывая (3.3)
(3.19)
Так как D G < 0, то реакция идет в сторону образования СО 2 с горением СО.
Константа равновесия определятся как
Постановка задачи 2. Определить равновесный состав газовой фазы, образующейся в результате диссоциации СО 2 при Т = 2273 К и Р = 1. Определить кислородный потенциал газовой фазы.
Решение.
Реакция имеет вид (3.1). Задача сводится к определению парциальных давлений (3.9…3.11). Однако предварительно вычислив a (степень диссоциации), воспользовавшись (3.13) и значением константы равновесия, вычисленной из предыдущей задачи, получим:
Подставляя a в(3.9…3.11), получим следующие парциальные давления:
Таким образом, состав газовой фазы будет следующим:
90,4 % СО 2 + 6,4 % СО +3,2 % О 2
Кислородный потенциал газовой фазы рассчитываем с помощью (3.14)
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!