 С(графит) 298 – 2300к

 СО₂ (г) 298 – 2500К

Следовательно, искомая область температур: 982÷2300к

∆_rG⁰_Т

298 982 2300 Т

Задача. При каком соотношении парциальных давлений газообразных компонентов реакции

С(к) + СО₂(г) = 2СО(г)

при 298К возможно ее протекание в прямом направлении?

Решение. Возможность самопроизвольного протекания реакции определяется неравенством ∆_r G_T < 0.

По уравнению изотермы Вант-Гоффа:

Δ_rG₂₉₈ = ∆_rG⁰₂₉₈ + RT ln < 0.

Δ_r G₂₉₈ = 120,15 + 8,31^.10^-3.298 ln < 0

решаем неравенство  ln < - 48,5

решаем  < 10 ^-21

 для того, чтобы при 298К реакция протекала

в прямом направлении, должно быть:

р_СО < р_СО2 ≈ в 10¹⁰ раз.

ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ ТОПЛИВА -

тепловой эффект реакции окисления кислородом элементов, входящих в состав вещества, до образования высших оксидов DН_сг

Реакция горения газового топлива в общем виде:

С_xН_{y (г)} + [ x + (y/4)] О_{2 (г)} ® xСО_{2 (г)} + (y /2) Н₂О_(ж)

Например, - реакция горения метана:

СН_{4 (г)} + 2О_{2 (г)} ® СО_{2 (г)} + 2Н₂О_{( ж )}

Реакция горения жидкого топлива, например, - этанола:

С₂Н₅ОН_{( ж )} + 3О_{2 (г)} ® 2СО_{2 (г)} + 3Н₂О_(г)

Значения стандартной теплоты сгорания 1 моля топлива Δ Н⁰_сг , [кДж/моль] при стандартном состоянии ( р =101кПа) сведены в таблицы.

Расчет стандартной теплоты сгорания Δ Н⁰_сг Þ по следствию из закона Гесса

ΔН⁰_сг = ∑Δ _f Н⁰_{продуктов} - ∑Δ _f H⁰_{исх веществ}

С использованием табличных данных теплоты образования компонентов, рассчитаем:

Δ Н⁰_{сг СН4} = Δ_f Н⁰_СО2 + 2Δ_f Н⁰_Н2О - Δ_f Н⁰_СН4 - 2Δ_f Н⁰_О2 =

= - 393,62 + 2^. (-285,84) – (-74,78) - 0 = -802,28кДж/мольСН₄.

Δ Н⁰_{сг С2Н5ОН} = 2Δ_f Н⁰_СО2 + 3Δ_f Н⁰_Н2О - Δ_f Н⁰_С2Н5ОН - 3Δ_f Н⁰_О2 =

= 2^.(- 393,62) – 3^.(-241,72) – (-277,7) - 0 = -1234,7кДж/моль

С₂Н₅ОН.

В технике термохимические свойства топлива характеризуются его удельной теплотой сгорания Q_Т

Удельная теплота сгорания топлива

- количество теплоты, выделившейся при сгорании 1 кг жидкого или твердого топлива и 1 м³ газового топлива

Удельная теплота сгорания Q_Т

жидкого и твердого топлива:

Q _T = - ( DН_сг ^. 1000 / М ) , кДж/кг,

где М - молярная масса топлива, г/моль.

Удельная теплота сгорания Q_Т

газового топлива:

Q _T = - ( DН_сг ^. 1000 / 22,4 ) , кДж/м³ ,

где 22,4 л/моль – молярный объем газа при н.у.

Для этанола:

Q _T = - ( -1234,7 ^. 1000 / 46) = 26841,3 кДж/кг

Для метана:

Q _T = - ( -802,28 ^. 1000 / 22,4) = 35816,1 кДж/м ³

Чем выше теплота сгорания топлива, тем больше его энергетическая ценность.