[vsesdal]
Количество страниц учебной работы: 9,10
Содержание:
“Контрольная работа № 1
Задача 1.
Произвести расчет термодинамических параметров газовой смеси, совершающей изобарное расширение до объёма V2, если известны начальная температура t1 , начальное давление P1 и масса смеси m.
Определить: газовую постоянную и кажущуюся молекулярную массу, начальный объём ,основные параметры в конечном состоянии, изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии, теплоту и работу расширения в процессе 1-2,
Исходные данные: P1 = 2 МПа, t1 = 40 oC, m = 2 кг, ? = V2/V1 = 3,5.
Средняя характеристика природного газа, % об:
CH4 -93,5; С2H4 – 2,0; С3H8 – 0,3; С4H10 – 0,01; С5H12 – 0,1; N2 – 2,4; CO2 – 0,4, H2O – 1,29.
Задача 2.
Для технологических целей необходимо иметь G кг/с воздуха при давлении РK МПа. Рассчитать идеальный многоступенчатый компрессор. Oпределить:
– количество ступеней и степень повышения давления в каждой ступени;
– количество отведённой теплоты в цилиндрах и в промежуточном холодильнике;
– конечную температуру и объёмную производительность компрессора;
– изобразить цикл на рабочей диаграмме;
Давление воздуха на входе Р1 = 0,1 МПа, температура – t1 =27 оС. Допустимое повышение температуры воздуха в каждой ступени ?t = 170 oC.
Конечное давление РК = 16 МПа.
Показатель политропы сжатия n = 1,24.
Массовый расход воздуха G = 0,3 кг/с.
Процесс в промежуточном холодильнике считать изобарным охлаждением до начальной температуры.
Контрольная работа № 2.
Задача 1. По трубопроводу с внешним диаметром dн и толщиной стенки ? течет газ со средней температурой tг. Коэффициент теплоотдачи от газа к стенке ?1. Снаружи трубопровод охлаждается водой со средней температурой tв. Коэф-фициент теплоотдачи от стенки к воде ?2.
Определить коэффициент теплопередачи от газа к воде, погонный тепловой поток и температуры внутренней и наружной поверхностей трубы.
-Тепловой режим считать стационарным.
-Лучистым теплообменом пренебречь.
Исходные данные:
tг = 800 0C, dн = 110 мм, ? = 5, tв = 60 0C, ?1 = 60 Вт/(м2К), ?2 = 4000 Вт/(м2К).
Задача 2. Определить потери теплоты в единицу времени с одного погонного метра горизонтально расположенной цилиндрической трубы диаметром dн в окружающую среду, если температура стенки трубы tc, а температура воздуха tв.
– коэффициент теплоотдачи определять из критериальных уравнений теплоотдачи при поперечном обтекании. Теплофизические параметры воздуха рассчитывать с использованием линейной интерполяции по температуре.
– лучистым теплообменом пренебречь.
Исходные данные:
tc =240 0C, tв = 20 0C, dн = 250 мм, вид конвекции – свободная.
”
Учебная работа № 187630. Контрольная Термодинамика. Контрольная работа №1, задания 1, 2; контрольная работа №2, задания 1, 2
Выдержка из похожей работы
Термодинамика и кинетика процессов с участием твердых фаз
…..тика реакций с участием
твердых фаз
.1 Диффузионные модели
.2 Модели процессов, лимитируемых
реакциями на границе раздела фаз
.3 Модели зародышеобразования
. Активные прекурсоры
.1 Степень активности твердых фаз и
методы ее оценки
.2 Способы активирования твердых
фаз.
.3 Влияние состава прекурсора и
условий получения на активность синтезируемой фазы
.4 Повышение активности твердых фаз
методом легирования
.5 Механохимическое активирование
твердых фаз
.6 Практика активации твердофазных
процессов
Литература
1. Методы расчета изменений функций состояния в
процессах взаимодействия твердых фаз
Из курса классической термодинамики известно,
что термодинамические уравнения связывают между собой свойства любой
равновесной системы, каждое из которых может быть измерено независимыми
методами. В частности, при постоянном давлении справедливо соотношение ∆G
= ∆H – T∆S,
а принципиальная возможность самопроизвольного протекания (при этих условиях)
любого химического процесса, в отсутствии кинетических затруднений,
определяется неравенством ∆G
< 0. По определению химический потенциал любого компонента системы может
быть определен с помощью уравнения:
μi
= μio + RTℓn
αi
где μio
- стандартный химический потенциал i-го
компонента, αi - его
активность.
Химический потенциал - термодинамический
параметр, характеризующий состояние химического и фазового равновесия в
макроскопической системе. Наряду с давлением, температурой и другими
параметрами состояния системы, химический потенциал относится к интенсивным
величинам, т.к. не зависит от массы системы. Поскольку для
избарно-изотермического потенциала системы количество молей компонентов n1,…..,nj
(j - число
компонентов в системе) является единственным экстенсивным переменным, то
справедливо соотношение:
G = ∑kiμi
(i от 1 до j)
где ki
- стехиометрический коэффициент перед i-тым
компонентом в уравнении протекающего в системе химического процесса. Отсюда
следует, что μi
по определению представляет собой парциальную молярную энергию Гиббса, т.к. для
однокомпонентной системы из 4. получаем μ1 = G/n1.
Тогда возможность протекания любого химического процесса можно оценить,
рассчитав ∆G по
уравнению:
∆G
= (∆μio)
+ RTℓn
К
где К константа равновесия, выраженная через
активности прекурсоров и продуктов реакции в начальный момент времени, или :
∆G
= (∆μio)
= -RTℓn
Кр
где Кр. константа равновесия, выраженная через
активности реагентов в состоянии равновесия.
Термодинамические задачи, возникающие при
исследовании процессов с участием твердых, можно условно разделить на четыре
основных типа: а) возможно ли протекание данного процесса при заданных
параметрах состояния; б) какой, из нескольких возможных прекурсоров, более
предпочтителен при синтезе фазы заданного состава с точки зрения термодинамики;
в) какими должны быть материалы подсыпки и тигля, которые используются при
синтезе искомой фазы (спекании керамики, формировании пленки, текстуры или
выращивании монокристалла); г) какова вероятность образования твердых растворов
между целевым и побочным продуктом реакции или с избытком прекурсора и т.д..
Рассмотрим способы решения указанных задач на
нескольких примерах.
Задача 1. Какой из прекурсоров (с
термодинамической точки зрения) более предпочтителен при синтезе фазы состава BaTiO3,
если предполагается, что он будет взаимодействовать с TiO2
(α-форма
- рутил) с образованием искомого вещества. Группу возможных прекурсоров
составляют: карбонат, оксид, нитрат и оксалат бария.
Решение поставленной задачи можно получить, если
для прекурсоров и продуктов реакции известны значения ∆Gо298,
∆Но298 и теплоемкостей (Ср) в некотором интервале температур. Имея эти
данные, можно рассчитать ∆Gо
реакции при любой температуре, относящейся к интервалу, в котором известны
значения Ср. В свою очередь, зная значения ∆Gо
можно вычислить константу равновесия, используя выражение: ∆G
= (∆μio...