Условия термодинамического равновесия
Законы сохранения. 1
1.Законы сохранения массы, энергии и импульса. 1
2.Законы термодинамического равновесия. 1
3.Законы переноса массы, энергии и импульса. 1
Закон сохранения массы.. 2
Закон сохранения энергии. 2
Законы равновесия. 2
Условия термодинамического равновесия. 2
Гидравлика. 3
Основные характеристики потока. 3
Виды движения. 3
Режимы движения. 3
Основные характеристики турбулентного движения. 4
Основные уравнения переноса субстанций. 4
Уравнение непрерывности потока. 5
Моделирование химико- технологических процессов. 7
Гидромеханические процеесы.. 10
Давление покоящейся жидкости на дно и стенки сосуда. 11
Уравнение Бернулли. 11
Законы сохранения
( Теоретическим фундаментом науки о процессах и аппаратах химических технологий является следующие основные законы природы).
Законы сохранения массы, энергии и импульса.
Эти законы допускают только такие превращения, при которых суммы массы, энергии и импульса внутри системы остаются неизменными 
.Эти законы принимают форму уравнений балансов (материальных, тепловых).
Законы термодинамического равновесия
определяют условия, при которых процесс переноса массы, энергии и импульса приходит к своему завершению (состоянию равновесия). Знание условий равновесия позволяет определить направление процесса переноса, границы его течения, рассчитать движущую силу процесса.
|
|
|
Законы переноса массы, энергии и импульса
определяют плотность потока любой из этих субстанций в зависимости от градиента сопряженного с ней потенциала переноса. Потенциалом в случае переноса массы является плотность или концентрация 
; переноса энергии - энтальпия 
, в случае переноса импульса – количество движения единицы объема жидкости ( 
).
Таким образом, законы сохранения энергии определяют интенсивность протекания химико-технологических процессов и, в конечном счете, – производительность используемых аппаратов.
Эти законы являются теоретической основой всех технологических процессов – гидромеханических, тепловых, массообменных.
Субстанция (масса, энергия, импульс) проходит через границу области пространства, в пределах которой они могут изменяться. Эту область называют контрольным объемом, а ограничивающую поверхность – контрольной поверхностью. На эту область могут действовать внешние силы. Размеры области могут быть конечными или бесконечными. Для полного определения задают систему координат, по отношению к которой он движется или покоится.
Закон сохранения массы
-сумма масс всех компонентов равна массе всей системы 
.
Закон сохранения энергии
|
|
|
(количества движения).
.( первый закон термодинамики)
Законы равновесия
Основной задачей химико-технологических процессов является направленное изменение макроскопических свойств веществ, состава, агрегатного состояния, 
и 
. Для этого на систему воздействуют подачей или отводом тепла, внешними силовыми полями, давлением, что приводит к переносу субстанций – массы, энергии, импульса. Предельным состоянием системы является подвижное равновесие.
Условия термодинамического равновесия
В процессе переноса тепла (тепловое равновесие) условие равновесия определяется простым измерением 
соприкасающихся фаз.
При переносе импульса (механическое равновесие) условие равновесия определяется измерением давления в соприкасающихся фазах.
Намного сложнее определение равновесия в процессах переноса массы. В замкнутой системе, которая состоит из двух и более фаз, переход возникает самопроизвольно и протекает до тех пор, пока не установится подвижное равновесие. Когда система достигла равновесия, она может находиться в нем сколь угодно долго, пока какое-либо воздействие не выведет её из данного состояния.
Таким образом, равновесное состояние изолированной системы определяется только внутренними условиями:
|
|
|
; 
; 
, где 
температура, Р – давление, 
химический потенциал i-го компонента
Все самопроизвольные процессы протекают в направлении достижения состояния равновесия. Чем больше система отклоняется от равновесия, тем выше скорость переноса субстанций. На практике: к открытым системам подводят вещество или энергию, тем самым осуществляют процесс переноса.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 827; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!