Тепловые явления
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
Напишите выражение закона действующих масс для следующих реакций: и
Закон действующих масс (основное уравнение кинетики) устанавливает соотношение между массами реагирующих веществ в химических реакциях при равновесии. Закон действующих масс сформулирован в 1864-1867 гг. К. Гульдбергом и П. Вааге. Согласно этому закону при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ.
Закон действующих масс используют при различных расчетах химических процессов. Он позволяет решить вопрос, в каком направлении возможно самопроизвольное течение рассматриваемой реакции при заданном соотношении концентраций реагирующих веществ, какой выход нужного продукта может быть получен.
ai - активности веществ, выраженные через концентрации, парциальные давления либо мольные доли;
?i - стехиометрический коэффициент (для исходных веществ принимается отрицательным, для продуктов - положительным); - константа химического равновесия
На практике в расчётах, не требующих особой точности, значения активности обычно заменяются на соответствующие значения концентраций (для реакций в растворах) либо парциальных давлений (для реакций между газами).
С + Н2О = СО + Н2
В продуктах реакции кроме углерода имеется кислород и водород, причём в тех количествах, в которых они могут взаимодействовать между собой с образованием воды по реакции:
О2 + Н2 = Н2О (2)
Процесс горения водяного газа описывается двумя реакциями:
CO + 1/2 О2 ----> CO2 (2)+ 1/2 О2 ----> Н2О (3)
При этих реакциях тепло выделяется, поэтому укажем их количество в правой части реакций:
+ 1/2 О2 ----> CO2 + 67,6 ккал (282.56 кдж) (2а)+ 1/2 О2 ----> Н2О + 57,8 ккал (241.6 кдж) (3а)
H2О + C ----> CO + H2 (1)+ 1/2 О2 ----> CO2 (2)2 + 1/2 O2 ----> H2O (3)
Суммарное уравнение
C + O2 ----> CO2 (4)
+42кДж+ C - 2CO^ (?H=172 кДж, ?S=176 Дж/К).
Эта реакция часто происходит при печной топке, когда слишком рано закрывают печную заслонку (пока окончательно не прогорели угли). Образующийся при этом монооксид углерода, вследствие своей ядовитости, вызывает физиологические расстройства (угар) и даже смерть, отсюда и одно из тривиальных названий - угарный газ. Картина протекающих в печи реакций приведена на схеме.
Реакция восстановления диоксида углерода обратимая, влияние температуры на состояние равновесия этой реакции приведено на графике. Протекание реакции вправо обеспечивает энтропийный фактор, а влево - энтальпийный. При температуре ниже 400 C равновесие практически полностью сдвинуто влево, а при температуре выше 1000 C вправо (в сторону образования CO). При низких температурах скорость этой реакции очень мала, поэтому монооксид углерода при нормальных условиях вполне устойчив. Это равновесие носит специальное название равновесие Будуара.
С + 1/2О2 CO + Q1,
СO + 1/2О2 CO2 + Q2,
С + О2 CO2 + Q3;= Q1 + Q2.
Задача
внутренний энергия теплоемкость пар
Производство, связанное с обращением ГЖ, размещено в помещении размерами в плане a*b, м. и высотой Н, м. при аварии технологических аппаратов возможны и розлив жидкости на пол и возникновение пожара. Предусмотрены устройства, ограничивающие растекание жидкости на полу на площади квадрата f, м2 расстояние от границы горения до стены с оконными и дверными проемами, через которые будет происходить газообмен при пожаре в помещении с внешней средой, l, м.
Механическая вентиляция при возникновении пожара выключается. За счет естественного газообмена в помещение поступает такое количество воздуха, что на 1 кг горящей жидкости в среднем приходится VА, м3 воздуха.
Рассчитайте возможную температуру среды в помещении при возникновении пожара:
а) среднеобъемную через 5, 15 и 30 мин его развития;
б) локальную в точке над факелом под перекрытием через 5, 15 и 30 мин его развития;
в) локальную в точках, находящихся на высоте 1,5 м от пола и расстояниях от границы горения 0,25 l, 0,5 l, 0.75 l и l, через 2 мин его развития.
Постройте графики:
а) изменения среднеобъемной температуры среды в помещении при пожаре во времени;
б) изменения температуры среды в точке над факелом под перекрытием во времени;
в) изменения температуры среды на высоте 1,5 м в зависимости от расстояния от границы горения для 2 мин развития пожара.
А,мb, мH, мl, мf, м2VА, м3/кгQpV0,V0525492564124235510,4611,94
Рассчитаем среднеобъемную температуру среды в помещении при пожаре для любого заданного момента времени ? от начала его развития:
Tm,? = 0,66 Ta(?BcpVг/?0?прFT3a)0,17,
где Ta - температура продуктов горения, К
Ta = (?Qpн/cpVг) + 273
Здесь ? - коэффициент полноты горения (? = 1); Qpн - теплота сгорания жидкости, Дж/кг; Vг - приведенный действительный объем продуктов горения, образующихся при сгорании 1 кг жидкости и коэффициенте избытка воздуха ?m, м/кг.
Vг = Vг +V0(?m -1),
Vг - объем продуктов горения, образующихся при сгорании 1 кг горючей жидкости и теоретически необходимом количестве воздуха, м/кг ; V0 - количество воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг горючей жидкости, м/кг ; ?m - коэффициент избытка воздуха, вычисляется по формуле
?m = Vд/Vо,
В - масса жидкости, сгорающей при пожаре за секунду (расход горючей жидкости) кг/с
В = Мо(0,3+0,7v?/30 )?,
где Мо - массовая скорость выгорания жидкости, кг/(м•с);