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.