Расчет теплового эффекта реакции при заданной температуре и переменном давлении

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

К расчетно-графической работе

«Термодинамический расчет газофазной химической реакции»

.

 

 

Уфа 2004

 

Методическое пособие предназначено в помощь студентам при выполнении расчетно-графической работы по термодинамическому расчету газофазных химических реакций. Оно же является основой для проведения термодинамических расчетов при выполнении соответствующих разделов курсовых и дипломных проектов.

 

Составители: Быковский В.С., доц., канд хим.наук.

Садыков Н.Б., доц., канд. хим.наук.

Рецензент Рысаев У.Ш. , доц. канд. техн. наук

 

 

ã Уфимский государственный нефтяной

Технический университет 2001

 

Таблица термодинамических свойств веществ, участвующих в химической реакции.

 

ВЕЩЕСТВА	DH0298 , кДж/моль	S0298 Дж/мольК	Коэффициенты при тепло- емкости дж/мольК	Ткр. К	Ркр. атм
а	в× 103	с×106	с¢×10-5

 

Данные для заполнения таблицы берутся из справочников [1 -11 ] и приложении 1, 2. Для тех веществ, у которых нет справочных данных, термодинамические свойства находятся по методу тепловых поправок и другим методам, которые приведены в приложении 3.

 

2. Расчет теплового эффекта по теплотам образования веществ при стандартных условиях.

Тепловой эффект реакции рассчитывается по формуле :

 

DН⁰₂₉₈ = S (n^¢_i D Н⁰₂₉₈^обр ) _прод. - S ( n_i D Н⁰₂₉₈^обр )_исх.

 

Где - D Н⁰₂₉₈^обр - стандартная теплота образования веществ при температуре 298 К и давлении 0,1 Мпа , кДж/моль ;

n^¢_i , n_i - стехиометрические коэффициенты продуктов реакции и исходных веществ.

 

Расчет изменения теплоемкости

Изменение теплоемкости вычисляют по формуле :

D С_р,298 = S ( n^¢_i С_р⁰_{, 298} ) _прод - S ( n_i С_р⁰_{, 298} ) _исх

Обычно в справочной литературе приводят стандартную истинную мольную теплоемкость при 298 К или ее зависимость от температуры в виде степенного ряда: C_р,Т = а + в Т + с Т² + с^¢/Т² ,

Где С_р,Т - теплоемкость при заданном давлении и температуре ;

а,в,с,с¢ - коэффициенты температурной зависимости теплоемкости.

Следовательно, для изменения теплоемкости получаем выражение:

D С_р⁰_,298 = D а + D в Т + D с Т² + D с^¢ / Т² ,

где D а = S ( n^¢_i а _i )_прод - S ( n_i а _i ) _исх ;

D в = S ( n^¢ _i в _i )_прод - S ( n _i в _i )_исх ;

D с = S ( n¢ _i с_i )_прод - S ( n _i с _i )_исх ;

D c^¢ = S ( n^¢_i c^¢_i )_прод - S( n _i с^¢_i )_исх .

Расчет теплового эффекта реакции при заданной температуре и переменном давлении

 

Давление Р = 0,1 Мпа

 

D Н⁰_Т = D Н ⁰₂₉₈ + D а ( Т - 298 ) + D в / 2 ( Т² - 298 ² ) +

+ D с/ 3 ( Т^{3 -} 298³ ) - D с^¢ ( 1/ Т - 1/ 298 ) ,

 

где D Н ⁰_Т - тепловой эффект реакции при давлении 0,1 Мпа и любой заданной температуре.

 

Давление Р > 0,5 Мпа

D Н ^Р_Т = D Н ⁰_Т - D ( n_i b_i Т_кр )

 

D ( n_i b_i Т_кр ) = S ( n_i b_i Т_кр )_прод - S ( n_i b_i Т_кр )_исх

 

где D Н⁰_Т - тепловой эффект реакции при давлении более 0,5 Мпа и любой заданной температуре ;

Т_кр - критическая температура вещества, К

b - изменение энтальпии реакции при Р > 0,5 Мпа,

 

b =

Значение величины b = f ( p , t ) определяются по приведенным параметрам p =Р/Р_кр и t = Т/Т_кр из графических зависимостей ,приведенных в приложении 6.