Составление балансовых уравнений для абсолютных размеров и концентраций компонентов (фазовых компонентов)

реакция химический превращение термодинамический

Балансовые уравнения для чисел молей компонентов (фазовых компонентов):

(nk*)=(nk, 0*) + (нkr)(оr*).

T1-фаза.

n2 (Т1)= n2,0 (Т1)+о1.

k (T1)=n2,0(T1)+ о1.

Т2-фаза.

n3 (Т1)= n3,0 (Т1)-о1.

k (T1)=n3,0(T1) — о1.

Г-фаза.

=.

k (г)= k, 0(г)+0.

Балансовые уравнения для парциальных давлений компонентов (фазовых компонентов в газовой фазе).

Pk (г)=nk (г)= (nk, 0(г)+krоr).

=.

Балансовые уравнения для мольных долей фазовых компонентов в твердых фазах:

Т1-фаза.

Nk (T1)= nk (T1)/k.

Nk (Т1)=n2(T1)/ k.

Nk (Т1)= (n2,0 (Т1)+о1)/ (n2,0 (Т1)+о1)=1.

T2-фаза.

Nk (T2)= nk (T2)/k.

Nk (T2)=n3(T2)/ k.

Nk (T2)= (n3,0 (Т2)-о1)/ (n3,0 (Т2)-о1)=1.

Определение функциональных зависимостей стандартных мольных термодинамических характеристик базисных реакций от температуры

Зависимости ст. мольных изобарных теплоемкостей базисных реакций от температуры:

([] K, шаг 200 K).

Cpkст (T)=ax+bkT+c'kT-2=нkrak+T* нkrbk+T-2* нkrc’k.

· Расчет сумм нkrak, нkrbk, нkrc’k :

Для r=1.

нk1ak=(-1)*28,41+1*22,64+(-1)*44,35+1*48,12+0*52,09+0*44,14=-2 Дж/(К*моль),.

При r=2.

нk2ak=0*28,41+0*22,64+0*44,35+(-2)*48,12+1*52,09+1*44,14= -0,001 Дж/(К*моль);

Для r=1нk1bk=[(-1)*4,10+1*6,28+(-1)*11,05+1*8,45+0*6,69+0*9,04]*10−3= -0.42*10−3 Дж/(К2*моль),.

Для r=2нk2bk=[(0)*4,10+0*6,28+(0)*11,05+(-2)*8,45+1*6,69+1*9,04]*10−3= -1,17*10−3 Дж/(К2*моль);

Для r=1.

нk1c'k=[(-1)*(-0,46)+1*8,2+0*(-7,53)+0*(-8,54)]*105= -1,74*105 Дж*К/моль, Для r=2.

нk2c'k=[(0)*(-0,46)+(-2)*8,2+1*(-7,53)+1*(-8,54)]*105= 0,33*105 Дж*К/моль.

Табличная форма:

Графическая форма:

Пример расчета:

· Для r=1.

Д1Cpkст (498) = (-1,77)+(-0.45)*498+(-774 000)*498−2= -5,1150 Дж/(К*моль);

· Для r=2.

Д2Cpkст (498) = (-0,47)+(-0.117)*498+33 000*498−2= -0,9196 Дж/(К*моль).

Зависимости ст. мольных энтропий базисных реакций от температуры:

Дrsст (Т)=нkrskст (T0)+ нkrakln+нkrbk (T-T0) — нkrck'(T-2-T0−2).

Вид базисной реакции r.	нkrskст (T0), Дж/(К*моль).
r=1.	0,59.
r=2.	— 11,63.

Табличная форма:

Графическая форма:

Рис. 2 График зависимости ст. мольных энтропий базисных реакций от температуры

Пример расчета:

· Для r=1.

Д1sст (498)= 0,59+ (-1,17)*ln+(-0,45)*(498−298) — *(-774 000)*.

• *(498−2-298−2)= -3,2064 Дж/(К*моль);
• · Для r=2

Д2sст (498)= (-11,63)+ (-0,47)*ln+(-0,117)*(498−298) — *(33 000)*.

*(498−2-298−2)=-11,9861Дж/(К*моль).

Зависимости ст. мольных энтальпий базисных реакций от температуры:

Дrhст (Т)= нkr Дfhст (T0)+ нkrak (T-T0)+нkrbk (T2-T02) — -нkrck'(T-1-T0−1).

Вид базисной реакции r.	нkr Дfhст (T0), Дж/моль.
r=1.	21,97*103.
r=2.	6,59*103.

Табличная форма:

Графическая форма:

Пример расчета:

· Для r=1.

Д1hст (498)= 21,97*103+ (-1,17)*(498−298)+(-0,45)*(4982−2982) — *.

• *(-774 000)*(498−1-298−1) = 21 022,81072Дж/моль;
• · Для r=2

Д2hст (498)= 6,59*103+ (-0,47)*(498−298)+(-0,117)*(4982−2982) — -*(33 000)*(498−1-298−1)= 6331,972 597Дж/моль.

Зависимости ст. мольных гиббсовских энергий базисных реакций от температуры:

Дrgст (Т)= Дrhст (Т)-Т Дrsст (Т) Табличная форма:

Т, К.
Дrgст (Т),.	Вид базисной реакции r.	r=1.	21 794,18.	22 619,57788.	23 591,2363.	24 665,76319.	25 819,796.	27 051,15.
r=2.	10 055,74.	12 301,03886.	14 585,1752.	16 896,62704.	19 229,190.	21 602,55.

Графическая форма:

Пример расчета:

· Для r=1.

Д1gст (498)= 21 022,81072−498*(-3,2064)= 22 619,57788 Дж/моль;

· Для r=2.

Д2gст (498)= 6331,972 597−498*(-11,9861)= 12 301,03886 Дж/моль.

Зависимости ст. сродств базисных реакций от температуры:

Arcт (Т)=- Дrgст (Т) = -(Дrhст (Т)-Т Дrsст (Т)).

Рис. 5 График зависимости ст. сродств базисных реакций от температуры

Пример расчета:

· Для r=1.

A1cт (498)= -(21 022,81072−498*(-3,2064))= -22 619,57788 Дж/моль;

· Для r=2.

A2cт (498)= -(6331,972 597−498*(-11,9861))= -12 301,03886 Дж/моль.