Рекомендуемый библиографический список

Расчет тепловых эффектов реакций взрыва

Расчет теплового эффекта реакций взрыва производят на основе первого начала (закона) термодинамики и закона Гесса. Согласно первому началу термодинамики вся теплота, сообщенная системе, расходуется на изменение внутренней энергии системы, а также на совершение работы системой:

Q=DU+А или dQ=dU+dА

Где U – внутренняя энергия; А – работа.

Для случая изобарного процесса (при постоянстве давления Р=const) это уравнение, определяющее тепловой эффект реакции взрыва Q_P, примет вид:

dQ_P=dU+PdV=d(U+PV) или dQ_P=dН

где величина Н=U+PV называется энтальпией. Энтальпия является функцией состояния системы и определяется ее параметрами.

В случае изохорного процесса (при постоянстве объёма V=const) тепловой эффект реакции взрыва равен

dQ_v=dU или Q_v=DU₍₂₉₈₎=DН₍₂₉₈₎-Sn·R·298

где Sn – сумма стехиометрических коэффициентов при газовых компонентах в уравнении реакции взрыва; R=8,31 Дж/(моль·К) – универсальная газовая постоянная.

Для реакций, протекающих в изотермических условиях (при постоянстве температуры Т=const), тепловой эффект вычисляют в соответствии с законом Гесса

D_rH⁰₂₉₈=[ån_кон(D_fH⁰₂₉₈)_кон-ån_исх(D_fH⁰₂₉₈)_исх]

где: D_fН⁰₂₉₈ – стандартные энтальпии образования исходных и конечных веществ, т.е. энтальпии реакции образования 1 моль этих веществ из простых веществ, взятые в форме, устойчивой при нормальных условиях (Р₀=101,3 кПа; Т₀=298К). Размерность их следующая: кДж/моль или ккал/моль (в более поздней литературе). Эти величины приводятся в справочниках физико-химических величин (см. приложение); n – стехиометрические коэффициенты в реакции.

В настоящее время помимо термодинамической системы знаков существует термохимическая система знаков теплоты и работы. Согласно последней тепловой эффект Q противоположен по знаку изменению энтальпий реакции D_rH⁰₂₉₈:

Q= -D_rH⁰₂₉₈, кДж/моль или Q= -D_rH⁰₂₉₈·n, кДж

где n – число молей вещества. Таким образом, если величина D_rH⁰₂₉₈<0, то реакция протекает с тепловыделением (+Q, -DH), и, наоборот, в случае, когда D_rH⁰₂₉₈>0, реакция протекает с теплопоглощением (-Q, +DH).

1. Дибров И.А. Неорганическая химия. СПб.: Изд. «Лань», 2001*.

2. Дибров И.А. Химия промышленных взрывчатых веществ. Учебное пособие. Л., Изд. Горного института, 1989 ^*.

3. Глинка Н.Л. Общая химия. Л.: Химия, 1987 *.

4. Липин А.Б., Девяткин П.Н. Расчеты кислородных балансов и тепловых эффектов химических реакций. Метод. указания и контрольные задания. Изд. СПГГИ (ТУ), 2003 ^*.

5. Ахметов Н.С. Неорганическая химия. М.: Высшая школа, 1998.

6. Суворов А.В., Никольский А.Б. Общая химия. СПб.: Химия, 1995.

7. Дубнов А.В., Бахаревич Н.С. Промышленные взрывчатые вещества. М.: Недра, 1988.

8. Горст А.Г. Пороха и взрывчатые вещества. М.: Машиностроение, 1972.

9. Горст А.Г. Химия и технология промышленных взрывчатых веществ. М.: Оборониздат, 1957.

10. Акопян А.А. Химическая термодинамика. М.: Высшая школа, 1963.

11. Орлова Е.Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ. М.: Оборонгиз, 1960.

12. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. К.П.Мищенко А.А. Ревделя. Л.: Химия, 1983 ^*.

* Имеются в наличии в библиотеке СПГГИ (ТУ).