- •Введение
- •Справочные данные и описание соединения
- •1.1 Описание структуры
- •1.2 Свойства сульфида цинка
- •1.3 Применение сульфида цинка
- •1.4 Данные для термодинамического анализа
- •2. Анализ основного процесса
- •2.1 Расчет параметров реакции при стандартных условиях
- •2.2 Расчет параметров реакции при произвольно выбранной температуре
- •2.3 Выбор рабочей точки и анализ условий протекания процесса
- •3. Анализ процесса сублимации исходных компонентов
- •3.1 Анализ процесса сублимации Zn
- •3.2 Анализ процесса сублимации s
- •4. Построение p-t диаграмм
- •4.1 Определение границ области гомогенности для двух компонентов
- •4.2 Определение линии стехиометрии и построение p-t диаграммы
- •5. Определение термодинамических условий проведения процесса
- •5.1 Расчет давлений двух компонентов
- •5.2 Расчет рабочих температур двух компонентов
- •6. Оценка возможности окисления компонента а
- •Заключение
- •Список литературы
3.1 Анализ процесса сублимации Zn
Уравнение реакции для процесса сублимации цинка:
Константа
равновесия в данном случае будет зависеть
только от парциального давления
газообразного цинка:
Параметры реакции при температуре 298 К:
Теплоемкость
при
Теплоемкость
при
Изменение энтальпии и энтропии с учетом фазовых переходов:
Воспользуемся уравнением Гиббса-Гельмгольца для температуры 1100 K:
Логарифм константы равновесия при заданной температуре:
Таблица 3.1. – Расчетные значения термодинамических величин для процесса сублимации цинка
T, K |
|
|
|
|
|
298 |
130540 |
119,244 |
95005,288 |
-38,365 |
-16,661 |
388
( |
130086,605 |
117,92 |
84333,645 |
-26,156 |
-11,359 |
1100 ( ) |
117437,84 |
99,521 |
7964,74 |
-0,871 |
-0,378 |
2100
( |
108883,842 |
93,989 |
-88493,058 |
5,071 |
2,202 |
693 ( ) |
127945,316 |
113,933 |
48989,747 |
-8,507 |
-3,694 |
Рисунок 5 – График температурной зависимости равновесного давления пара Zn
Общий
вид уравнения имеет вид:
.
Для прямой, соответствующей графику
после фазового перехода
.
Температуру
найдем из условия, что давления пара
цинка будет равно атмосферному (
),
а следовательно, и
.
Тогда,
Рассчитаем относительную погрешность:
где
;
3.2 Анализ процесса сублимации s
Уравнение реакции для процесса сублимации серы:
Константа
равновесия в данном случае будет зависеть
только от парциального давления
газообразной серы:
Параметры реакции при температуре 298 К:
Теплоемкость при
Теплоемкость при
Изменение энтальпии и энтропии с учетом фазовых переходов:
Воспользуемся уравнением Гиббса-Гельмгольца для температуры 693 K:
Логарифм константы равновесия при заданной температуре:
Таблица 3.2. – Расчетные значения термодинамических величин для процесса сублимации Серы
T, K |
|
|
|
|
|
298 |
63757,5 |
82,092 |
39294,084 |
-15,868 |
-13,783 |
388 ( ) |
63064,43 |
80,073 |
31996,106 |
-9,923 |
-8,619 |
1100 ( ) |
54624,72 |
65,312 |
-17218,48 |
1,884 |
1,636 |
2100
( |
45748,72 |
59,572 |
-79352,48 |
4,547 |
3,949 |
693
( |
|
|
|
-1,766 |
-1,534 |
Рисунок 6 – График температурной зависимости равновесного давления пара S
Общий
вид уравнения имеет вид:
.
Для прямой, соответствующей графику
после фазового перехода
.
Температуру
найдем из условия, что давления пара
серы будет равно атмосферному (
),
а следовательно, и
.
Тогда,
Рассчитаем относительную погрешность:
где
;

)
)
)
)