Элементы химической термодинамики

Задача 39.

    Определить стандартную теплоту образования одного киломоля метана (ΔН ) , если известны следующие стандартные теплоты:

а) сгорания метана (ΔН ) = – 890943 кДж/кмоль;

б) образования жидкой Н₂О

                       (ΔН ) = – 286030 кДж/кмоль;

в) образования газообразной углекислоты

                       (ΔН ) = – 393777 кДж/кмоль.

    Уравнение реакции сгорания метана:

СН₄ + 2 О₂  СО₂ (г) + 2 Н₂О (ж) + (ΔН ) .

Задача 40.

    Определить теплоту реакции сгорания этилена (ΔН ) , если заданы теплоты образования реагентов в кДж/кмоль:

                       (ΔН ) = 52327 кДж/кмоль;

                       (ΔН ) = – 393777 кДж/кмоль;

                       (ΔН ) = – 286030 кДж/кмоль.

    Уравнение реакции горения этилена:

С₂Н₄ + 3 О₂  2 СО₂ (г) + 2 Н₂О (ж) + (ΔН ) .

Задача 41.

    Как различаются между собой тепловые эффекты реакций Q_v и Q_p для следующих реакций?

а) С + О₂  СО₂ + Q;

б) С₂Н₄ + 3 О₂  2 СО₂ (г) + 2 Н₂О (ж) + Q;

в) 2 С + О₂  2 СО + Q.

Задачи по теории тепломассообмена

 

Теплопроводность

Задача 1.

Плоскую поверхность с температурой t ₁ °С необходимо изолировать, чтобы потеря теплоты не превышала q Вт/м² при температуре внешней поверхности изоляции t ₂ = 50 °С. Определить толщину изоляционного слоя δ из совелита, коэффициент теплопроводности которого зависит от температуры и равен
λ = 0,09 + 0,000087 ∙ t Вт/(м∙K). Изменение температуры в слое изоляции показать на графике.

Задача 2.

Определить термическое сопротивление R обмуровки топочной камеры, состоящей из слоев шамотного и красного кирпича, между которыми имеется засыпка из диатомита. Толщина шамотного слоя δ ₁ мм, диатомитовой засыпки δ ₂ мм и красного кирпича δ ₃ мм. Коэффициенты теплопроводности материалов соответственно равны: λ ₁ = 0,93; λ ₂ = 0,13; λ ₃ = 0,7 Вт/(м∙K). Какой толщины следует сделать слой красного кирпича , если отказаться от применения засыпки из диатомита, чтобы тепловые потери через обмуровку остались неизменными?

Задача 3.

Паропровод диаметром d₂/d₁ = 170/160 мм покрыт двухслойной изоляцией. Толщина первого слоя δ ₂ мм и второго δ ₃ мм. Коэффициенты теплопроводности трубы и изоляции соответственно равны: λ ₁ = 50; λ ₂ = 0,15 и
λ ₃ = 0,1 Вт/(м∙K). Температура внутренней поверхности паропровода t ₁ °С и внешней поверхности изоляции t ₄ = 50 °С. Определить тепловые потери с 1 м длины паропровода и температуры t ₂ и t ₃ на стыке отдельных слоев. Температурное поле представить графически.

Задача 4.

Плоская стальная стенка толщиной δ ₂ = 20мм с одной стороны покрыта слоем сажи толщиной δ ₁ = 1 мм, а с другой стороны слоем накипи толщиной
δ ₃ = 3 мм. Коэффициенты теплопроводности равны: для сажи λ ₁ = 0,08 Вт/(м∙K); для стали λ ₂ = 50 Вт/(м∙K); для накипи λ ₃ = 2,3 Вт/(м∙K). Температура наружной поверхности сажи t ₁ °С, а температура наружной поверхности накипи t ₄ °С. Определить поверхностную плотность теплового потока через стенку и температуры t ₂ и t ₃ на поверхностях соприкосновения сажи и накипи с металлом. Определить во сколько раз увеличится поверхностная плотность теплового потока через стенку, если удалить сажу и накипь. Температурное поле в обоих случаях представить графически.