Өздігінен шығаруға арналған есептер

1-есеп. А және В металл пластинкаларының ауданы пісірілген. В металдағы А металының өзара толық диффузиясының m² өту уақытын анықтау, егер пластинка ауданы, диффузия коэффициенті және концентрация градиенті белгілі болса.

Нұсқа	А	В	m2	S см2	D,см2/сут	dc/dx	t, C
1	Ag	Al	100	10	1,75 10-5	3,2 103	462
2	Ag	PB	100	100	2,60 10-3	4,28	250
3	Ag	Sn	100	150	4,14	1,8010-3	500
4	Ag	PB	100	200	7,90 10-3	0,70	285
5	Ae	Cu	200	100	1,9 10-4	1,1710+2	850

2-есеп. Берілген температурадағы диффузионды жүйе үшін температура коэффициентін және белсендіру энергиясын есептеу.

Нұсқа	Диффузиондырғыш заттар	Диффузиондық орта	Д f (Т), см 2 /сек	Т1 К	Т20 К
1	C	L		500	700
2	C	J		800	1200
3	Fe	FeO		1100	1400
4	Fe	Fe2O3		800	1000
5	Fe	Fe3O4		700	900

3-есеп. Берілген температурадағы сұйық металдың диффузиялық коэффициенті белгілі болғандағы диффузионды үрдістің белсендіру энергиясын және экпоненциаль алды факторын есептеу [10-5].

Нұсқа	Металлдар	Т10 К	Т20 К	D1	D2 см 2/сек
1	Cd Pb	723	773	3,9 10-5	5,0 10-5
2	Sn Bi	723	773	5,5 10-5	6,5 10-5
3	Cd Bi	673	773	3,1 10-5	7,8 10-5
4	Sn Pb	673	773	3,5 10-5	4,1 10-5
5	Sn Bi	773	823	6,5 10-5	7,3 10-5

4-есеп. Определите энергию активации и константу скорости диффузии для реакции: CO2+ C = 200 реакция үшін белсендіру энергиясы мен диффузиялық константта жылдамдығын анықтау. К = Ко е-³⁵⁹⁴⁸⁰/RT және берілген температурадағы эффективті тұрақты жылдамдығы белгілі.

Нұсқа	T0C	Kэфф, сек-1	К0 м2 /сек-1
1	1000	-980	0,40 1013
2	1100	5,70	0,96 1013
3	1200	12,60	0,36 1014
4	1300	97,80	0,20 1015
5	1400	123,2	0,50 1015

5-есеп. Ниобий тотығу реакциясындағы белсендіру энергиясы мен жылдамдық тұрақтысынанықтау.D = Do e-²¹⁰⁰⁰⁰/RT және берілген температурада эффективті тұрақты жылдамдығы белгілі.

Нұсқа	T0К	D0 м2 /сек-1	Kэфф, сек-1
1	883	7,1 10-8	1,6 10-20
2	983	-/-	2,1 10-19
3	1083	-/-	7,45 10-19
4	1183	-/-	3,26 10-17
5	1283	-/-	5,21 10-17

Глоссарий:

1. Кинетикалық облыс – үдеріс жылдамдығы реакция жылдамдығымен лимиттелетін болғандағы күрделі гетерогенді үдерістердің облысы.

2. Диффузиялық облыс – үдеріс жылдамдығы диффузия жылдамдығымен лимиттелетін болғандағы күрделі үдерістің облысы.

3. Диффузия – зерттелетін жүйенің көлемі бойынша концентрацияның өздігінен теңесуі.

4. Молекулалық диффузия – жүйе бөлшектерінің жылулық ретсіздік қозғалысы арқылы атқарылатын диффузия.

5. Стационарлы үдеріс – берілген бағытта бағытта немесе берілген көлемде зат массасының жинақталуы жүрмейтін үдерістерді айтады.

6. Стационарлы емес үдеріс – берілген бағытта немесе көлемінде зат массаның жинақталу жүретін үдерістерді айтады.

7. Концентрация градиенті – реагенттер концентрацияларының берілген бағытта (dx) немесе көлемде (dq+dz) өзгеруі.

8. Диффузиялық коэффициент – концентрация градиенті бірге тең болғандағы молекулалық диффузияның жылдамдығы.

9. Конвективті диффузия – молекулалық диффузия және ағын есебінен масса берілуі арқылы іске асырылатын диффузия.

Мәнжазба тақырыптары:

1. Стационарлы емес диффузия кезіндегі гетерогенді үдерістер.

2. Стационарлы конвективті диффузия кезіндегі гетерогенді үдерістер.

3. Топохимиялық реакциялардың кинетикасы.

Блиц - тест:

1. Химиялық кинетикада диффузия деп нені атайды?

a) Концентрацияның өздігінен теңесу үрдісі

b) Температураның өздігінен теңесу үрдісі

c) Концентрацияның өзгеру үрдісі

d) Реакцияласушы аймаққа реагенттердің тасымалдануы

e) Реагенттерді ағын арқылы тасымалдау үрдісі

2. Қандай үрдіс станционарлы деп аталады? Стационарлы үрдіс деп:

a) Жүру барысында реагенттер массасы жинақталмайтын диффузиялы үрдісті атайды

b) Жүру барысында реагенттер массасы жинақталатын диффузиялы үрдісті атайды

c) Жүру барысында диффузия жылдамдығы өзгермейтін диффузиялы үрдісті атайды

d) Жүру барысында диффузия механизмі өзгермейтін диффузиялы үрдісті атайды

e) Жүру барысында ағын жылдамдығы өзгермейтін диффузиялы үрдісті атайды

3. Конвективті диффузия дегеніміз не? Конвективті диффузия деп:

a) Реагенттерді реакцияласушы аймаққа жылулық қозғалыс арқылы және ағын арқылы тасымалдау нәтижесінде жүзеге асырылатын диффузияны атайды

b) Концентрацияның өздігінен теңесу нәтижесінде жүзеге асырылатын диффузияны атайды

c) Реагенттер бөлшектерінің жылулық қозғалысы нәтижесінде жүзеге асырылатын диффузияны атайды

d) Реагенттер бөлшектерінің бағытталған қозғалысы нәтижесінде жүзеге асырылатын диффузияны атайды

e) Реагенттер бөлшектерінің жылулық қозғалысы нәтижесінде жүзеге асырылатын диффузияны атайды

4. Фиктің екінші заңы қалай оқылады? Молекулалық диффузияның жылдамдығы ... тура пропорционалды болады

a) Стационарлы емес процестер үшін концентрация градиентінің екінші туындысына

b) Стационарлы емес процестер үшін концентрация градиентінің бірінші туындысына

c) Стационарлы процестер үшін концентрация градиентінің екінші туындысына

d) Стационарлы процестер үшін концентрацияның градиентіне

e) Реагенттердің концентрациясына

5. Төмен температуралар облысында диффузияның жылдамдығына температураның әсері қандай?

a)

b)

c)

d)

e)