40 Основные газовые законы.

Закон Бойля-Мариотта

Изотермический процесс (T = const, m = const):

где p1, p2 и p3– давления газа в состоянии 1, 2 и 3 (Па); V1, V2 и V3– объемы газа в состоянии 1, 2 и 3 (м3).

При увеличении объема газа его давление во столько же раз уменьшается и наоборот. Этим можно воспользоваться для проверки результата.

Закон Шарля

Изобарический закон в российских учебниках называется законом Гей-Люссака.

Процессы можно считать изобарными, если они проходят:

в цилиндре с незакрепленным поршнем (без учета трения);

в воздушных шариках при небольших растяжениях или сжатиях.

Изобарный процесс (p = const; m = const):

P/Т=const

где V1 и V2 – объемы газа в состоянии 1 и 2 (м3 ); T1 и T2 – температуры газа в состоянии 1 и 2 (К).

В уравнении задана абсолютная термодинамическая температура (по шкале Кельвина), причем T = (t + 273)

Нет обязательного условия, чтобы начальный параметр был задан при 0 ºС.

При увеличении объема газа его абсолютная температура во столько же раз увеличивается и наоборот. Этим можно воспользоваться для проверки результата.

Закон Гей-Люссака

газовый закон: для данной массы данного газа при постоянном давлении отношение объема к абсолютной температуре есть величина постоянная

,где =1/273К -1 - температурный коэффициент объемного расширения.

Закон Дальтона

один из основных газовых законов: давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равно сумме парциальных давлений этих газов.

Закон Паскаля

основной закон гидростатики: давление, производимое внешними силами на поверхность жидкости или газа, передается одинаково по всем направлениям.

ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

один из основных законов термодинамики, согласно которому невозможен периодический процесс единственным результатом которого является совершение работы, эквивалентной количеству теплоты, полученному от нагревателя. Другая формулировка: невозможен процесс, единственным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от менее нагретого тела к более нагретому. В.з.т. выражает стремление системы, состоящей из большого количества хаотически движущихся частиц, к самопроизвольному переходу из состояний менее вероятных в состояния более вероятные. Запрещает создание вечного двигателя второго рода.

41 Реакция горения и тепловой эффект

Горение – сложный физико-химический процесс, основу которого составляют химические реакции окислительно-восстановительного типа, приводящие к перераспределению валентных электронов между атомами взаимодействующих молекул.

Примеры реакций горения

метана: СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О;

ацетилена: С2Н2 + 2,5О2 = 2СО2 + Н2О;

натрия: 2Na + Cl2 = 2NaCl;

водорода: Н2 + Cl2 = 2НCl, 2Н2 + О2 = 2Н2О;

тротила: С6Н2(NO2)3CH3 = 2,5H2O + 3,5CO + 3,5C +1,5N2.

Сущность окисления – отдача окисляющимся веществом валентных электронов окислителю, который, принимая электроны, восстанавливается. Сущность восстановления – присоединение восстанавливающимся веществом электронов восстановителя, который, отдавая электроны, окисляется. В результате передачи электронов изменяется структура внешнего (валентного) электронного уровня атома. Каждый атом при этом переходит в наиболее устойчивое в данных условиях состояние. В химических процессах электроны могут полностью переходить из электронной оболочки атомов одного вещества (элемента) в оболочку атомов другого. Так, при горении металлического натрия в хлоре атомы натрия отдают по одному электрону атомам хлора. При этом на внешнем электронном уровне атома натрия оказывается восемь электронов (устойчивая структура), а атом, лишившийся одного электрона, превращается в положительно заряженный ион. У атома хлора, получившего один электрон, внешний

уровень заполняется восемью электронами, и атом превращается в отрицательно заряженный ион. В результате действия кулоновских электростатических сил происходит сближение разноименно заряженных ионов и образуется молекула хлорида натрия (ионная связь):

Na+ + Cl– = Na+Cl– или 2Na + Cl2 = 2Na+Cl–.

Атом магния имеет в наружном слое два электрона. При взаимодействии с кислородом два атома магния отдают четыре электрона молекуле (двум атомам) кислорода и превращаются в положительные двухзарядные ионы. Последние связываются с образовавшимися отрицательно заряженными ионами кислорода в кристаллы оксида магния MgO: 43 Распространение пламени в ламинарном потоке

http://proizvodim.com/turbulentnoe-rasprostranenie-plameni.html

Для осуществления стабильного процесса горения в потоке необходимо создать такие условия, чтобы фронт пламени был оставлен в пространстве. Выполнение этого условия обеспечивает газогорелочное устройство. Возникший фронт пламени, распространяющийся навстречу потоку газовоздушной смеси, стабилизируется в той области, где скорость потока равна скорости фронта пламени. Если поток газовоздушной смеси двигался бы в трубе с равномерным полем скоростей и его скорость была бы равна скорости распространения пламени, то возникший поперечный фронт пламени был бы остановлен в пространстве. Фронт пламени расположился бы перпендикулярно оси потока, а скорость его полностью уравновесила бы скорость пламени. В результате установился бы стационарный процесс горения. Следовательно, условием стабилизации горения является прямая компенсация скорости пламени скоростью потока.

Вместе с тем, если бы даже удалось осуществить прямую компенсацию плоского фронта пламени, то такая горелка могла бы работать только на одном режиме, соответствующем стабильности фронта пламени. При увеличении скорости потока она превосходила бы скорость распространения пламени и пламя отрывалось бы от горелки. В противоположном случае пламя проскакивало бы внутрь горелки. В обоих случаях терялась бы устойчивость процесса горения. В действительности поток смеси имеет неравномерное поле скоростей. В центральной части потока скорость максимальная, а у стенки равна нулю. Вследствие этого возникает косой фронт пламени. Составляющая Wr будет сносить фронт пламени по поверхности конуса вверх, к его вершине.