Учебно-методический комплекс дисциплины «Химическая физика» (стр. 19 )

Тепловые свойства  различных материалов

№	вещество	Температура плавления, 0С	Удельная теплота плавления, кДж/кг	Удельная теплоемкость, кДж/(кг К)
1	Алюминий	660	380	0,89
2	Лед	0	334	2,1
3	Медь	0,38	1083	0,38
4	Олово	0,23	232	0,23
5	Свинец	0,13	327	0,13
6	Сталь	0,46	1400	0,46
7	Вода	4,19

Литература:

Курс  физической химии, т.2 М:Химия.1973 Даниэльс, Р. Альберти Физическая химия. М:Высшая школа, 1967. Курс  физической химии. Госхимиздат, М-Л.,1955. Гл. 14, с. 625-670. змерение температуры: теория и практика//Современные технологии автоматизации, 1999. - №1. 82-87. Введение в термический анализ. - Самара, 1996.- 270 с.

Лабораторная работа 6.

Термодинамический расчет равновесных  характеристик  процессов сгорания.

Цель работы: – изучить методы и освоить практические навыки расчётов  горения топлива на примере сжигания смеси газов. 

1) Теплота сгорания топлива:

- для метана (полная реакция горения)

- (не полная реакция горения)

При горении топлива, выделяется большое количество тепла. Как видно из реакции в продуктах сгорания присутствуют пары воды. В зависимости от того, в каком виде водяной пар находится в дымовых газах, различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива.

Высшая теплота сгорания ( ) соответствует условию, при котором продукты горения охлаждаются до (293 К), а пары воды конденсируются  и охлаждаются  до . При этом  выделяется две составляющие тепла: теплота нагрева с 293 К до 373 К (418 кДж/кг),а также скрытая теплота парообразования испарения 2256,8 кДж/кг. Итого выделяется 2675,5 кДж/кг.

Низшая теплота сгорания  () соответствует условию, при котором содержащаяся в продуктах сгорания влага в виде пара охлаждается до температуры и не конденсируется. При этом выделяется:

,

На практике в реальных условиях к сожалению, выделяется только низшая теплота сгорания.

2) Количество необходимого для горения окислителя (воздуха):

Количество окислителя определяется по уравнению реакции горения. Определённое количество является теоретическим. Для реального сжигания  всегда подают несколько большее количество окислителя, т. к. есть потери. На 10 – 20 % больше.

Коэффициент избытка воздуха: 

- реальный объём, - теоретический объём.

3) Температура горения: теоретическая и калориметрическая:

Необходимость введения двух определений связано с двумя  возможными подходами процесса горения. А именно, с учётом или игнорированием затрат тепла на диссоциацию продуктов сгорания. Соответственно различают: теоретическую и калориметрическую  температуру горения топлива:

- теплота диссоциации.

4) Энтальпия:

Это понятие является одним из фундаментальных в теплотехнике и термодинамике. По определению энтальпия представляет из себя произведение теплоёмкости на температуру:

Практическая часть:

Рассмотрим горение газа состоящего из: 1) 93,48% метана  (); 2) 3,85% этана (); 3) 0,67% пропана (); 4) 0,3% бутана (); 0,75% углекислого газа (СО2) и 0,95% азота (). Найти объём сгорания количества кислорода, и .

Задание:

1. Определение необходимого количества воздуха:

2. Определение состава и количества продуктов сгорания

3.Определение калориметрической и теоретической температуры

Контрольные вопросы:

Основные виды теплот сгорания  органических веществ. Как находят калориметрическую температуру сгорания? Основная схема расчета  сгорания  органического вещества

Литература:

скажающее влияние термопары на температурное поле в материалах с низкой теплопроводностью// Теплопередача, 1962.- №2.- С.33-42. змерение температуры: теория и практика//Современные технологии автоматизации, 1999. - №1. 82-87. Введение в термический анализ. - Самара, 1996.- 270 с. Измерение температуры. Термопары. http://knowkip. ucoz. ru , Измерение быстро изменяющихся температур электропроводящих твердых тел при помощи термопары// Измерительная техника, 1963, № 10. – С.35-37. змерение температур в технике: Справочник: Пер. с нем. М.: Металлургия, 1980.- 544 с.

3.САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТА.

Перечень тем для самостоятельной  работы  студентов.

1 Термическая диссоциация. Диссоциация молекул на твердых поверхностях. Свободные атомы и радикалы. Образование молекул из атомов или радикалов.

2 Применение теории столкновений к бимолекулярным реакциям. Максвелл-Больцмановское распределение в реагирующей системе. Энергия активации.

3 Фотохимия. Интерпретация превращений, возникающих в результате  поглощения света веществом. Фотохимическое возбуждение.

4 Радиационная химия. Вторичные радиационно-химические процессы. Инициирование свободными радикалами и атомами цепных процессов. Влияние агрегатного состояния на радиационно-химическую активность вещества.

5 Кинетика реакций в электрических разрядах. Кинетика электрокрекинга метана. Кинетика синтеза окиси азота.

6 Кинетика неразветвленных цепных реакций.

7 Кинетика разветвленных цепных реакций.

8 Пределы распространения горения.

9 Расчет нормальной скорости распространения пламени. Выводы из формулы для скорости распространения пламени.

10 Гомогенные колебательные, реакции (реакции окисления триоксида фосфора; образование колец Лизеганга

11 Тепловой взрыв при совместном проявлении химического превращения и физических воздействий.

12 Промышленные методы производства фуллеренов: дуговой метод; при лазерном нагреве; при испарении

13 Химические превращения в пламени.

14 Энергия материалов.

15 Пьезоэлектрики.