Лекции - часть 3
.pdf
dH W0 2k2 O2 k4 k5 O2 M H dt
Проанализируем уравнение
dn W |
f g n W |
n |
||||||||
dt |
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
n |
|
|
dn |
|
t |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
||
W |
|
n |
|
|
||||||
0 |
|
|
0 |
|
0 |
|
|
|
||
1 n |
|
d W0 n |
t |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
||
|
|
|
W |
n |
|
|
||||
0 |
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|
||
ln W0 n tW0
n W0 e t 1
0 взрыв |
0 стационар |
21
Доля кислорода в смеси
O2 M
Лимитирует диффузия к стенке
|
Условие перехода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
между режимами |
|
|
|
|
|
Константа гибели |
|
|
||||||||||
|
2k2 O2 k4 k5 O2 M 0 |
|
|
|
на стенке |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
k |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
eff |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
k |
|
R2 |
|
R |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
v |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
k5 |
M 2 2k2 M |
|
|
1 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2 |
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
D |
v |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Условие на пределы |
Лимитирует |
|
реакция со |
||
воспламенения |
||
стенкой |
||
|
k5 M 2 2k2 M |
D |
|
0 |
k5 M 2 2k2 M |
v |
0 |
|
R |
2 |
||||||
R |
|||||||
|
|
|
|
|
22
M k5 M 2 2k2 M |
|
|
|
, |
0 взрыв |
|
|
|
|
||||
R |
||||||
|
|
|
||||
|
Область |
|
|
|
воспламенения |
|
Mниж M мыс Mверх M |
Переход к 
взрывному окислению
Только 
стационарный
режим
23
Условие на пределы
M нижн |
|
|
|
v |
|
|
8000 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
e T |
|
|
2 k2 |
R |
|||||
|
|
|
|
||||
M верх |
|
2k2 |
e |
8000 |
|
||
|
T |
|
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
k5 |
|
|
|
|
Условие на мыс
|
d |
|
|
|
0 |
|
M мыс 0 |
|
|
|
||||||
d M |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2k5 |
M мыс 2k2 |
0, |
|
M мыс |
|
k2 |
|
|||||||||
|
k5 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
v |
|
|
|
|
|
||
k5 k2 |
|
2k2 |
k2 |
0, |
|
|
|
|||||||||
R |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
k5 |
|
|
k5 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
e |
8000 |
|
|
|
16000 |
|
|
|
|
k |
2 |
k |
20 |
T |
|
R k |
2 e Tмыс |
v k |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
5 |
||||||
24
M k |
M 2 |
2k |
M |
|
|
1 |
|
|
D0 |
|
|
0, |
D |
D0 |
|
|
0 |
взрыв |
||
R2 M |
|
M |
|
|||||||||||||||||
5 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
' M M k |
M 3 2k |
|
M 2 |
|
D0 |
0 |
|
|
|
|
|
|||||||||
R2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
5 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Область |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воспламенения |
|
|
|
|
|||
|
|
Mниж |
|
|
M мыс |
|
|
|
Mверх M |
|
|
|
|
|
||||||
Переход к 
взрывному окислению
Только 
стационарный
режим
25
Условие на пределы
M |
|
|
1 |
|
|
D0 |
4000 |
|
|
|
|
e T |
|||||
|
2k2 R2 |
|||||||
нижн |
|
|
|
|||||
|
|
2k2 |
8000 |
|||||
M верх |
e |
T |
||||||
|
k5 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Условие на мыс |
|
|
|
||||||||
d ' |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
' M мыс 0 |
|
|
|
||||
d M |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3k |
M 2 |
|
4k |
2 |
M |
мыс |
0, |
M |
мыс |
4k2 |
||||||
5 |
|
|
|
мыс |
|
|
|
|
|
|
|
3k5 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k5 |
|
4k2 |
3 |
2k2 |
|
|
4k2 |
2 |
|
D0 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
0, |
|
|
||||||||||
2 |
|
|
||||||||||||||
|
|
3k |
|
|
|
|
|
3k |
|
R |
|
|
|
|||
|
5 |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|||||
k23 |
27D k |
2 |
условие |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
32 R2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
нахождения температуры мыса
26
|
2k2 |
|
|
8000 |
Полуостров |
M верх |
e |
|
самовоспламенения |
||
|
T |
||||
k5 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
Мыс полуострова самовоспламенения
M |
|
v |
8000 |
|
|
|
|||
|
|
e T |
||
2 k2 R |
||||
нижн |
|
|
||
Pмыс |
|
|
Tмыс
27
Семёнов (справа) и Капица (слева), портрет работы Кустодиева, 1921
Никола́й Никола́евич Семёнов
1896 – 1986. Советский физикохимик, один из основоположников химической физики, единственный советский лауреат Нобелевской премии по химии (1956 год).
Реакция разветвленной цепи открыта в 1923 г. физиками
Г. А. Крамерсом и И. А. Кристиансеном. В 1926 г. два студента
Семёнова впервые наблюдали это явление, изучая окисление паров фосфора водяными парами. Эта реакция шла не так, как ей следовало
идти в соответствии с теориями химической кинетики того времени.
Семёнов увидел причину этого несоответствия в том, что они имели
дело с результатом разветвленной цепной реакции. Но такое объяснение было отвергнуто Боденштейном, в то время признанным
авторитетом по химической кинетике. Еще два года продолжалось |
|
интенсивное изучение этого явления Семёновым и Сирилом |
|
Н. Хиншелвудом, который проводил свои исследования в Англии |
|
независимо от Семёнова, и по прошествии этого срока стало |
28 |
очевидно, что Семёнов был прав. |
В США произошёл мощнейший Произошел пожар на элеваторе. взрыв на сахарном заводе Сгорело 700 тонн зерна.
29
q (T ) |
n |
|
E |
|
|||
|
q (T ) V Q W V Q kc |
e RT |
|
|
|
|
|
Q тепловой эффект реакции
V объем реактора
q (T )
q T T0 S
T температура внутри реактора T0 температура окружающей средыкоэффициент теплоотдачи
S площадьтеплоотвода
30