5. Определение термодинамических условий проведения процесса

Имеем систему уравнений:

Решив систему получим:

По найденным парциальным давлениям паров и найдем температуры дополнительных источников.

,

Приведем принципиальную схему реактора (рис.5) и распределение температур внутри него (рис.6).

Рис. 5 – Принципиальная схема реактора

T_Te

T_PbTe

T_Pb

Рис. 6 - Распределение температур в реакторе

6. Оценка возможности окисления компонента

Реакция окисления:

Рассчитаем термодинамические функции при :

Рассчитаем термодинамические функции при произвольных температура, учитывая фазовый переход при . Результаты расчетов занесем в таблицу 6.

Таблица 6

Значения термодинамических величин, рассчитанные для реакции окисления

Учтем, что при максимальной откачке давление кислорода в реакторе , при атмосферных условиях давление кислорода в реакторе составляет 0,21 атм.

Изобразим температурную зависимость константы равновесия реакции окисления, отметив уровни парциального давления кислорода в стандартных условиях и в условиях предельной откачки (рис.7).

∆G<0

∆G>0

T_Pb

Рис. 7 Анализ условий окисления Pb

Видно, что в рабочем температурном диапазоне давление кислорода в системе будет превышать уровень, ниже которого реакция термодинамически невыгодна, поэтому окисления свинца не удастся избежать. Для уменьшения негативных последствий окисления необходимо провести откачку атмосферы в реакторе до минимального давления.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы было изучено бинарное полупроводниковое соединение теллурид свинца PbTe и приведены его основные свойства и способы применения.

В ходе термодинамического анализа основной реакции были рассчитаны и построены температурные зависимости константы равновесия и выбрана рабочая точка при T=1000 К, которая соответствует проведению реакции в прямом направлении.

В ходе анализа процессов сублимации компонентов были построены температурные зависимости равновесных давлений паров, по которым были определены расчетные температуры кипения и , которые отличаются от экспериментальных значений на 7% и 11% соответственно. По построенным графикам были определены температуры дополнительных источников и , обеспечивающие необходимые для протекания основного процесса реальные парциальные давления пара компонентов.

В ходе оценки возможности окисления компонентов сделан вывод о том, что в нужном температурном диапазоне не удастся избежать окисления свинца из чего следует необходимость максимальной откачки воздуха , ради уменьшение негативных последствий окисления.