Термодинамические характеристики расплавов на основе железа

Категория реферата: Рефераты по металлургии
Теги реферата: диплом, отчет о прохождении практики
Добавил(а) на сайт: Ясырев.

Точно также при нагреве и охлаждении вещества при постоянном объеме имеем: [2]

[pic]

Если система изолирована от окружающей среды, то [pic] и, следовательно, [pic]. Протекание любого самопроизвольного процесса характеризуется неравенством:

[pic].

Следовательно, в замкнутой системе такие процессы сопровождаются увеличением энтропии. При равновесии энтропия замкнутой системы остается постоянной. [1]

1.1.3 Энергия Гиббса.

Термодинамические характеристики реакций включают значения тепловых эффектов и величины [pic]- стандартного изменения свободной энергии для соответствующих реакций. [5]

Изменение энергии Гиббса системы является основной термодинамической характеристикой химической реакции. Для определенности исходные вещества и продукты реакции принимают обычно находящимися в их стандартных состояниях.
Соответствующую величину и называют стандартной энергией Гиббса химической реакции [pic]. [6]

Зависимость [pic] от различных реакций от температуры с достаточной точностью выражается формулой:

[pic]

Коэффициенты М и N для различных реакций приведены в справочной литературе. Эти коэффициенты определяются на основе обобщения экспериментальных данных по равновесиям различных реакций. Величины M и N близки к средним значениям тепловых эффектов ([pic]) и изменения энтропии
([pic]) для соответствующих реакций: [5]

[pic].

В некоторых справочных изданиях приведены не энергии Гиббса веществ
GT , а приведенные энергии Гиббса ФТ , которые связаны с GT соотношением:

[pic] .

Для энергии Гиббса реакции aA+bB=cC+dD , как и для некоторых других величин, применимо выражение:

[pic]

Согласно второму закону термодинамики, энергия Гиббса при необратимых процессах может только убывать. Отсюда следует, что [pic] является критерием направления и полноты протекания реакции между веществами, взятыми в стандартном состоянии. Реакция может протекать только в том направлении, которое характеризуется отрицательным значением [pic] , т.е. реакция всегда идет в направлении снижения энергии Гиббса системы. Если
[pic], то это указывает на равновесие между реагентами в их стандартных состояниях (реакция не идет). Полнота протекания реакции характеризуется константой равновесия К, связанной с [pic] уравнением изотермы: [pic].
Поскольку R=8,3192 Дж/(моль*К): [pic].
При переходе к десятичным логарифмам получаем: [pic].

Пользуясь этим уравнением, можно по известному значению [pic] определить константу равновесия реакции, и найти необходимые для практики равновесные концентрации и другие характеристики. Например, для реакции получения TiC ([pic]), исходя из последнего уравнения и температурной зависимости [pic], можно получить следующее выражение для константы равновесия:
[pic]
1.1.4 Экстенсивные, интенсивные свойства; парциальные величины.

Экстенсивными называют свойства, которые зависят от количества вещества : V, H, S, G и т.д. Для определения экстенсивного свойства g раствора необходимо просуммировать интенсивные (парциальные мольные) характеристики компонентов [pic], умноженные на соответствующие числа молей ni. Например, для энтальпии раствора имеем [pic], или для 1 моля раствора:

[pic].

Интенсивные свойства раствора – свойства, не зависящие от количества вещества, такие, например, как температура, давление. К числу интенсивных принадлежат и парциальные мольные характеристики [pic]. Интенсивные свойства представляют собой частные производные от соответствующих экстенсивных свойств раствора по числу молей данного компонента при постоянных температуре, давлении и числах молей других компонентов:

[pic] .

Таким образом, [pic] представляет собой приращение свойства бесконечно большого количества раствора при добавлении 1 моля i-того компонента.
Например, парциальный мольный объём компонента в растворе заданного состава показывает, на какую величину изменится объём этого раствора (взятого в бесконечно большом количестве) при добавлении 1 моля данного компонента.
[6]

1.2 Растворы

Раствором называется однородная смесь, состоящая из двух или большего числа веществ, состав которой в известных пределах может непрерывно изменяться.

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки