2. Элементы термодинамики пара

Студент должен:

иметь представление о:

• графическом изображении процессов парообразования в V – Р и T – S координатах;

• уравнениях состояния паров;

• термодинамики влажного газа;

• основных понятиях влажного воздуха.

Знать:

• характеристику паров;

• основные параметры водяного пара;

• термодинамические свойства пара;

• процесс парообразования в i (Н) – S диаграмме и преимущество i (Н) – S диаграммы в сравнении с другими диаграммами.

Уметь:

• определять по заданным условиям (аналитически и графически ) состояние и параметры паров;

• определять параметры паров, используя «скелетные» таблицы.

Характеристика влажного, сухого насыщенного и перегретого паров, параметры их состояния и способы расчета этих параметров. I-S диаграмма. Понятие о «скелетных» таблицах.

Методические указания

При изучении данной темы необходимо уяснить, что такое процесс парообразования. Уметь определять параметры паров аналитическим и графическим методами. При решении задач уметь пользоваться i – S диаграммой и «скелетными» таблицами.

Вопросы для самоконтроля

1. Каким способом можно получить перегретый пар?

2. Какой пар называют влажным, сухим насыщенным и перегретым?

3. Как можно определить параметры паров?

4. Что является основными параметрами водяного пара?

Литература: [1], с.102-118; [3], с.77-85

Тема 1.3 Химическая кинетика

Студент должен:

иметь представление о:

• кинетике гетерогенных процессов;

• критических параметрах цепной реакции;

• фотохимических и радиационно – химических процессах;

• о совместном использовании законов термодинамики и химической кинетики.

Знать:

• назначение химической кинетики;

• основные понятия и определения: элементарный акт, механизм ре­акции, продукты реакции, гомогенные и гетерогенные реакции;

• закон действия масс;

• классификацию реакций по молекулярности, порядку и их различия;

• единицы скорости химической реакции, констант скоростей хими­ческих реакций различных порядков;

• период полураспада и его взаимосвязь с константой скорости;

• результаты влияния температуры на скорость химической реакции;

• правило Вант-Гоффа, ограничения его применения;

• понятие «активные молекулы»;

• физический смысл энергии активизации молекул;

• методы активизации молекул;

• сущность и особенности цепной реакции;

• механизм протекания цепных реакций;

• примеры реакций в химической технологии, протекающих по цеп­ному механизму.

Уметь:

• составлять уравнения, отражающие закон действия масс;

• определять порядок реакции графически и с помощью уравнений;

• рассчитывать константу скорости реакции, период полураспада;

• определять выход продукта по времени протекания реакции;

• определять константу скорости реакции, используя правило Вант-Гоффа и уравнение Аррениуса;

• определять температурный режим процесса по заданному значению выхода продукта;

• обосновывать выбор оптимального режима процесса, если этот процесс цепной.

• экспериментально определять константу скорости реакции с использованием электронно-вычислительной техники.

Учение о скорости химической реакции. Основной закон химической кинетики - закон действия масс. Константа скорости реакции, ее физический смысл. Факторы, влияющие на скорость реакции. Правило Вант-Гоффа. Классификация реакций по молекулярности и порядку реакции. Кинетические уравнения реакций 1 и 2 порядка. Период полураспада. Активные молекулы. Потенциальный барьер. Энергия активизации. Уравнение Аррениуса, его практическое применение.

Цепные реакции, их особенности, характеристика. Механизм цепной реакции. Работы Н.Н. Семенова, его школы в области изучения цепных реакций.

Методические указания

При изучении данной темы необходимо уяснить, что основной закон химической кинетики – закон действия масс. Четко знать и определять зависимость факторов, влияющих на скорость химической реакции. Уметь определять константы скоростей реакций первого, второго и третьего порядков, а также знать зависимость константы скорости реакции от периода полураспада.

Особое внимание уделите теории активации Аррениуса и ее практическому применению.

При изучении данной темы обратить внимание на цепные реакции, их особенности, характеристику и механизм этих реакций, а также применение радиационно-химических процессов в химической промышленности.

Лабораторная работа 3

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое скорость реакции?

2. Сформулировать закон действия масс.

3. Что такое молекулярность реакций и как классифицируются реакции по этому признаку?

4. Вывести кинетическое уравнение реакции 1- го порядка.

5. Написать кинетическое уравнение реакции 2-го порядка.

6. Уравнение Аррениуса и его значение.

7. Что называется энергией активации? Сделать рисунок для экзотер­мической и эндотермической реакций и пояснить. Формула для расчета энергии активации.

8. Методы активации.

9. Что такое цепная реакция? Каковы стадии цепной реакции? Написать механизм какой-либо цепной реакции по стадиям.

10. Что называется цепной разветвленной реакцией?

11. Что называется цепной неразветвленной реакцией? Написать ее меха­низм на каком-нибудь примере.

Литература: [1], с.152-168, 178-189; [2], с.101-124,135-143; [3], с.112-120, 131-135; [4], с.105-112