Лекция Термодинамика және жалпы түсінік. Күй параматрлері. Квазистатистикалық процесстер
Лекция 6. Жылу эффектісінің температураға тәуелділігі: Кирхгоф теңдеуі
жүктеу/скачать 1,53 Mb.
|
325227 (1) (1) (1)
323267
- Бұл бет үшін навигация:
- , шыққан зат - ∑ V i C p , түскен зат (4)
| Лекция 6. Жылу эффектісінің температураға тәуелділігі: Кирхгоф теңдеуі.
Дәріс жоспары: Кирхгоф формуласын қолдану негіздері реакция жылу эффектісінің әр түрлі t-дағы мәндерін анықтаудың әдістері Р-ның жылу эффектісі t-ға тәуелді . Бұл тәуелділікті табу үшін Qv мен Qp беретін өрнектерді тұрақты көлемде не қысымда t-ра бойынша диффер-ң, Qv = Н2 – Н1 ; Qp = Н2 – Н1 (1) Бұларды диференциалдағанда: (σQ ̸ σT)v = (σH2 f σT)v – (σH1 f σT)v = Сv2 – Сv1 (1) (σQр ̸ σT) = (σH2 ̸ σT)р – (σH1 ̸ σT)P = СP2 – СP1 (2) Мұнда Cv мен Cp тұрақты көлемде не тұрақты қысымдағы мольдік жылу сыйымдылықтар. 1 немесе 2 деген индекстер р-ға қатысатын алғашқы немесе соңғы заттар үшін алынған. Төменгі р-я үшін: aA + bB dD + eE Жылу сыйымдылықтың өзгерісі: ∆ Cp = d СP1D + e СP1E – a СP1A - b СP1B Немесе жалпы түрде: ∆ Cp = ∑ V′i Cp , шыққан зат - ∑ Vi Cp, түскен зат (4) ∑ V′i Cp шыққан зат реакцияның нәтижесәнде шыққан заттардың жылу сыйымдылығының қосындысы; V′i -оларға сәйкес стехио-қ коэф-р; ∑ Vi Cp, түскен зат – реакцияға түскен заттардың жылу сыйым – ның қосындысы; Vi -оларға сәйкес стехио-қ коэф-р. (4)-теңдеуді келтірілген химиялық р-я үшін жазатын болсақ (σQр ̸ σT)р = (σ∆H ̸ σT)P =∑ Vi Cp = ∆ Cp (5) (5)-теңдеу Кирхгоф теңдеуі деп аталады. Ол Т1 t-ра мен Т2 t-ра аралығында жылу эффектісінің температураға байланысын көрсетеді. Т2 t-да жылу эффектісін есептеу үшін (5) теңдеуді интегралдаймыз: ∆H1 = ∆H2 + ∫ ∑ Vi CpdT (6) Кирхгоф формуласы үш түрлі жағдайда қолданылады. Бастапқы заттардың жылу сыйымдылықтар қосындысы мен соңғы заттардың жылу сыйымдылықтар қосындысының айырмасы ∆ Cp деп белгілейді. ∆ Cp нольге тең болған жағдайда (∆ Cp = 0) (6) теңдеуін ∆H1 = ∆H2 = const, яғни жылу эффектісі t-ға тәуелсіз болады. ∆Cp нольге тең болмай тұрақты болатын мәнге тең болғанда оны интегралдап шығарып жазып, (6) теңдеуді мына түрге келтіреміз: ∆H1 = ∆H2 + ∆Cp (Т2 – Т1) Кейде анықталмаған интеграл түрінде есептеудің орнына жуық шамаға оо К - Т2 дейін интегралдау жүргізіп ∆H1 орнына ∆H0 алынады. Жылу сыйымдылықтың нольден жоғары t-ға тәуелділігін пайдаланып жылуды анықталмаған интегралды шешу арқылы тапқан жөн. 3-ші жағдай Кирхгоф теңдеуін шешу үшін жылу сыйымдылықтың t-ға тәуелділігі тәжірибе жүзінде анықталған мынадай қатармен беріледі: Cp= a + bT2 + dT3 + . . . a, b, с, d - эмпирикалық коэфиценттер , олар зат табиғатына байланысты. Сонымен реакция жылу эффектісінің әр түрлі t-ғы мәндерін анықтау үшән бірнеше әдістерді қолданамыз. Т температурада жылу эффектісі мына теңдеу бойынша анықталады ∆Hº r, T = ∆Hº 0 + ∫ CpdT Температура о ден т дейін алынатын болса НОО-тың мағынасы тек интегралдау тұрақтысы болып алынады ∆Hº r, T = ∆Hº T, 298 + ∆Cp (T - 298) Бұл теңдеуде температураның мәндері 298 к –де т-ға дейін алынған. Жылу сыйымдылықты түрақты , яғни температураға тәуелсіз деп интегралдау тұрақтысы орнына реакцияның 298-к-де жылу эффектісінің мәні қойылады. Жылу сыйымдылықтың орта мәндерін Ср пайдаланамыз. Жылу сыйымдылықтың әр түрлі температуралар аралығындағы орта мәндері химиялық анықтамаларда келтірілген. Оларды қолданғанда жылу эффектісі мына теңдеу арқылы табылады. ∆Cp = ∆a + ∆bT + ∆cT2 + . . . Т-ғы реакцияның жылу эффектісі ∆Hº r, T = ∆Hº T, 298 + ∫ (∆a + ∆bT + ∆cT2 + . . .) dT Химиялық анықтамаларда энтальпияның жоғары температурадағы мәндері төменгі айырымдар түрінде келтіріледі ∆Hº T - Hº298 ∆Hº T - Hº0 Hº298 - Hº0 Осы айырымдарды қолданып реакцияның жылу эффектісін қажетті температурада есептеуге болады. жүктеу/скачать 1,53 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|