Тағам өндіру процестерінің классификациясы
жүктеу/скачать 96,22 Kb.
|
Protsess 1
- Бұл бет үшін навигация:
- Гиббс фазаларының ережесі.
- 3.Гидравликалық және гидромеханикалық үрдістер
| Ле Шателье принципі. Тәжірибе жүзінде күрделі үрдістер қалай ұйымдастырылады, мысалы салмақ алмасу үрдістері. Күрделі үрдістерді ұйымдастыру және оларды басқару негізі – кез келген жүйенің тепе-теңдік жағдайына өз бетінше көшудің обьективті қабылданған табиғи заңдылықты қолдану. Жүйенің тепе-теңдік жағдайы деп, ол онда өз бетінше орнатылады және уақытқа байланысты өзгермейді. Егер қандай да бір сыртқы әсермен жүйені тепе-теңдіктен шығарса, онда өз бетінше оны жаңа тепе-теңдік жағдайына әкелетін сәйкесінше сыртқы шарттарға өзгертілген өзгерістер басталады. Бұл бекіту Ле Шателье принципінің маңызын құрайды. Осы принциппен ескертілген құбылыстары физика-химиялық табиғаттың жұмыс үрдістерін ұйымдастыру негізінде жатыр. Мысал 1. Суы бар цилиндрлік ыдыста және оның үстіндегі поршень судың үстіндегі буының тепе-теңдік қысымы өз бетінше ыдыстың температурасына сәйкес орнатылады. Егер поршеньді сыртқы әсермен орнын жаңа жерге ауыстырсақ судың үстіндегі будың қысымы үлкейеді. Бұл олардың өз бетінше болатын конденсацияны тудырады. Нәтижесінде біраз уақыттан кейін бу қысымы бастапқы мәнін алады, яғни поршеннің орны жаңа болса да, жүйе қайтадан тепе-теңдікте болады. Өз бетінше қайта орнатқан тепе-теңдік үрдістің біздің күшімізбен бұзылған будың конденсациясы жасанды ұйымдастырылған конденсация үрдісі сияқты қолданыла алады.
Гиббс фазаларының ережесі. Көп компонентті көпфазалы жүйеде параметрлердің бөлігі тәуелсіз өзгеруі мүмкін, яғни оларға туынды мәндерді беруге болады; олардың қалған бөлігі тәуелсіз болып қалады; олардың өзгерістері автоматты түрде өзгертілген тәуелсіз параметрлерге бағынады. S бос дәреже санының (туынды түрде өзгертуге болатын параметрлер саны), К компонент саны (жүйенің таза химиялық заттардың саны) мен F фазалардың саны (заттардың өзінің массасы бойынша физикалық біркелкі сандар) арасындағы байланыс Гиббс фазаларының ережесімен анықталады: S = К – F + 2 Жылусыйымдылық. Заттың температурасының өзгеру жерінің жылуының санына ара қатынасы. Есептерде массалық, көлемдік және мольдық меншікті жылусиымдылықтарды колданады. Заттардың меншікті жылусиымдылығы келесі диапазондарда жатады: сүйықтардікі 0,8...4,19 кДж/(кг*К); газдардікі 0,5...2,2; қатты заттардыкі 0,13...1,8 кДж/(кг*К). Геометрияда үш бірдей емес үшбұрыштардың бір біріне ара қатыстарын көрсетуге екі кез келген бұрыштық инварианталары қажет: = = = I1 l=const, = = = I2 l=const а', в', с' – үшінші үшбурыштың жақтары Затқа жеткізілетін жылулық мөлшерін оның температурасының өзгеруіне апаратын қатынасын-жылусыйымдылық деп атайды . Жылусыйымдылық с заттың мөлшерінің бірлігін жылусыйымдылық деп атайды. Есептерде массалық, көлемдік және мольдік жылусыйымдылықты пайдаланады. Жылусыйымдылық заттардың және қоршаған орта арасындағы энергия алмасуы қандай үрдіс (изобаралық, изохоралық, адиабаталық, политропикалық, изотермиялық ) кезінде байланысты болады. Есептеу тәжірибесінде көбінесе изобаралық жылусыйымдылықты ср және изохоралық жылусыйымдылықты су, бір бірімен байланысқан ср – су = R теңдеуді қолданады, мұндағы R – универсалды газды тұрақтысы, Дж/(моль•К); Дж/(кг•К). ср /су = к қатынасын адиабатылық көрсеткіштер деп атайды. Сұйықтыр мен газдардың жылусыйымдылығы температураға байланысты және оның жоғарлауымен ұлғаяды.. Азық өнімінің жылусыйымдылық тәжірибелік мәні сәйкес анықтамаларда кесте және эмпирикалық формула түрінде көрсетіледі. Сұйықтық жылусыйымдылықтары 0,8 ден 4,19 кДж/(кг▪К) диапазонында, газдар – 0,5 тен 2,2 дейін, қатты заттар – 0,13 тен 1,8 кДж/(кг-К) дейінгі диапазонда өзгереді. Жылуөткізгіштік. Дененің жоғары жылтылған үлескіннен жылылығы төмен үлескіге қуатты тасмалдау үрдісін атайды. Барлық материалдардың жылуөткізіштіктің күші жылуөткізгіштік коэффициентімен сипатталады – λ сүйық заттың жылуөткіздік коэффициентін келесі формуламен есептейді (30ºС); λ=А1 ср3 А1 – ассоциациялық сүйықтардың коэффициенті, суға А1 = 3,58*10-8; с – сүйықтардың меншікті жылусиымдылығы, Дж/(кг*К); р – сүйықтың тығыздығы, кг/м3 ; М – молекулдық салмағы. Жеміс шырындарының жылуөткіздік коэффициентін келесі формуламен анықтайды: λt =λ 20 + 0,00068 (t-20). Жылу қозғалысы мен дене температурасын түзетуіне әкелетін микробөліктерінің өзара әрекет нәтижесінде энергияның өте қатты жылытылған дене бөліктерінен аз жылыған бөліктеріне ауысу үрдісін жылуөткізгіштік деп атайды. Жылуөткізгіштің қатты, сұйық және газ материалдардағы интенсивтігі заттың физикалық қасиеті болып табылады. Ол бірге-ге тең перпендикулярлық изотермиялық беттің бағытымен, температуралардың градиентінің өзгеру кезінде уақыт бірлігі аралығында 1м2 беттің үстінен қанша жылу мөлшері өтетінін көрсетеді және h жылуөткізгіштік коэффициентімен сипатталады. Кей кездері h коэффициентін жылуөткізгіштік деп атайды. Температура өткізгіштік. Температураның заттағы берілген нүктенің маңындағы өзгеруі осы көлемдегі температуралық өрістің (температураның бөлінуі) өзгеру кезіндегі үрдісті -температура өткізгіштік деп атайды. Температураөткізгіштік процесі а температураөткізгіштік коэффициентімен сипатталады: а = h/ (ср), мұндағы, а – температураөткізгіштік коэффициенті, м2 /с; h – жылуөткізгіштік коэффициенті, Вт/(м-К); с – жылусыйымдылық, Дж/(кг К); р – тығыздық, кг/м3. Соңғы теңдеуден жаңа теңдеуді шығаруға болады: аср = h. Температура өткізгіштік коэффициентінің физикалық мағынасы -жылу таратылудың негізгі теңдеуін қарастырғанда ғана түсіндіріледі, және ол мына түрде жазылады: dТ/dt = а V2 Т мұндағы, dТ/dt – берілген нүктенің маңындағы температураның өзгеру жылдамдығы, К/с; V2 Т – изометриялық бетке n нормальдың бағытына температура градиентінің жетілуі, К/м2; («V2» белгісі «набла квадрат» болып саналады). Осы теңдеуден заттың берілген нүктесінде температура градиентінің тез кезде жетілуі температура өткізгіштіктің үлкен коэффициентімен сипатталады және ол заттар үшін суыту немесе жылыту температурасы тез өзгеретінін мәлімдейді Беттік(үстіңгі) керу. Гидравликалық үрдістер заңдары бойынша барлық сұйық тардың түбінде орналасқан кез келген молекула көрші молекулалармен гравитация күштер арқылы тартылады. Осы тартылу күші өзара тепе-тең, сондықтан бірден білінбейді. Түбінде орналаспаған молекулалардың бөліну күші басқа болады. Олар төменнен және барлық жақтардан тартылады, себебі онда сұйықтық емес басқа орталардың орналасқандықтан. Нәтижесінде беткі қабат серпінді қабыршақ сияқты тартылған жағдайға ұқсас болады.Беттік керу табиғи сұйықтықпен анықталады. Беттік керу әрекетін көру үшін келесі тәжірибені өткізіңіз. Шайды ішіп, түбінде шамбасымен бірге кішкене сұйық қалдырыңыз. Шайды қасықпен немесе шірпімен сұйықтық бетін ақырындап қозғаңыз. Ол сол бетте жоғары қарай ( шамба бөлшектерін өзімен ерітіп )ұмтылады. Бұл –беттік( үстіңгі) керу әрекетінің нәтижесі. Егер екі құрғақ шыны пластинаны бір-біріне қойсақ, олар жеңіл бөлінеді. Ал егер бір шыныны суласақ, онда оларды бөлу қиынға түседі. Бұл да беттік (үстіңгі) керу әрекет нәтижесі. Сұйықтардың үстіңгі қабаты астында қалған барлық сұйықтық массасына қысым көрсетеді. Бұл молекулярлық қысым құбылысы. Мысалы, эфир үшін ол 140, спирт үшін 240, су үшін 1100 құрайды. Бұл молекулярлық қысым құбылысының себептердің бірі- тамшы сұйықтықтары іс жүзінде мүлдем сығылмайды. Сығылмайтынның бір себебі – молекулалардың аралары өте кішкентай,ал сұйықтық бетінің жаңасын құрғақ кезінде ньютон метрмен өлшенетін беттік (үстіңгі) керу коэффициентімен сипатталатын ішкі қысым күшін жою үшін энергия қажет. Беттік (үстіңгі) керу коэффициенті -сұйықтық бетінің ұзындық бірлігіне және онымен жанасатын ортамен әрекет ететін гравитация күшіне тең, сонымен қатар жаңа бетті құру үшін қажет жұмыс жұмсалады. Сұыйқтың температурасын жоғарлатқан сайын үстіңгі керу критикалық нүктенің мөлшері нөлге дейін тырысады (төмендейді). 3.Гидравликалық және гидромеханикалық үрдістер жүктеу/скачать 96,22 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|