О расчете теплоемкостей химически реагирующих газов - page 1

Андрей Юрьевич Шенкаренко родился в 1980 г., окончил в 2003 г. МГТУ
им. Н.Э. Баумана. Аспирант кафедры “Физика” МГТУ им. Н.Э. Баумана. Автор 7 на-
учных работ в области магнитооптики и оптики фотонных кристаллов.
A.Yu. Shenkarenko (b. 1980) graduated from the Bauman Moscow State Technical
University in 2003. Post-graduate of “Physics” department of the Bauman Moscow State
Technical University. Author of 7 publications in the field of magneto-optics and optics
of photon crystals.
ХИМИЯ и ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 536.633
Ю. М. Г р и ш и н
О РАСЧЕТЕ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ХИМИЧЕСКИ
РЕАГИРУЮЩИХ ГАЗОВ
С использованием закона действующих масс получены алгебраиче-
ские формулы для расчета теплоемкостей химически реагирующей
газовой смеси. Показано, что реакционная часть теплоемкостей
может быть представлена в виде квадратичного многочлена от-
носительно тепловых эффектов реакций, протекающих в газе, с
коэффициентами, зависящми от стехиометрических коэффициен-
тов реакций и равновесных значений мольных долей компонентов
смеси. Полученные формулы могут быть использованы при расче-
тах теплоемкостей химически реагирующих газовых смесей.
Равновесный состав химически реагирующей газовой смеси мо-
жет быть рассчитан либо на основании закона действующих масс, ли-
бо из условия экстремума одной из характеристических функций [1].
При известном составе смеси легко рассчитываются все аддитивные
характеристики (полные внутренняя энергия
U
, энтальпия
H
и т.д.)
системы. Однако определенные трудности возникают при вычисле-
нии теплоемкостей
C
V
= (
∂U
/
∂T
)
V
и
C
p
= (
∂H
/
∂T
)
p
, связанные
с необходимостью дифференцирования
U
и
H
по температуре. При
этом точность значений теплоемкостей, найденных методом числен-
ного дифференцирования, существенно зависит от величины шага
Δ
T
.
Поэтому теплоемкости следует рассчитывать, используя алгебраиче-
ские формулы.
Рассмотрим смесь идеальных газов из
N
компонентов с химиче-
скими формулами
B
i
(
i
= 1
,
2
, . . . , N
)
, в которой могут протекать
L
химических реакций:
N
X
i
=1
ν
iq
B
i
= 0
,
q
= 1
,
2
,
...
,
L.
(1)
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2006. № 3
93
1 2,3,4,5,6
Powered by FlippingBook