Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Μεταλλουργία Σιδήρου – Χυτοσιδήρου Θεωρία και Τεχνολογία Δρ. Α. Ξενίδης Ε.Μ. Πολυτεχνείο Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων – Μεταλλουργών Εργ. Μεταλλουργίας 5o.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Μεταλλουργία Σιδήρου – Χυτοσιδήρου Θεωρία και Τεχνολογία Δρ. Α. Ξενίδης Ε.Μ. Πολυτεχνείο Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων – Μεταλλουργών Εργ. Μεταλλουργίας 5o."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Μεταλλουργία Σιδήρου – Χυτοσιδήρου Θεωρία και Τεχνολογία Δρ. Α. Ξενίδης Ε.Μ. Πολυτεχνείο Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων – Μεταλλουργών Εργ. Μεταλλουργίας 5o Μάθημα: Θερμοδυναμική αντιδράσεων αναγωγής – Εντροπία, Ελεύθερη Ενθαλπία

2 Μεταλλουργία Fe I Θερμοδυναμικές ιδιότητες  Εντροπία Επινοήθηκε από τον Clausius Παρατήρησε ότι σε μια ιδανική αντιστρεπτή μεταβολή, υπό σταθερή θερμοκρασία, το πηλίκο της θερμότητας που ανταλλάσσει το σύστημα με το περιβάλλον του, προς την απόλυτη θερμοκρασία υπό την οποία συμβαίνει η μεταβολή είναι ένα σταθερό μέγεθος Ορίζεται: Όπου  dQ : η θερμότητα που ανταλλάχθηκε κατά αντιστρεπτό τρόπο κατά τη μετάβαση μια κατάσταση σε μια άλλη  Τ : η θερμοκρασία στην οποία πραγματοποιήθηκε η αλλαγή Για σταθερή πίεση Για σταθερό όγκο

3 Μεταλλουργία Fe I Θερμοδυναμικές ιδιότητες  Εντροπία του Zn

4 Μεταλλουργία Fe I Θερμοδυναμικές ιδιότητες  Εντροπία Αντιπροσωπεύει το τμήμα εκείνο της εσωτερικής ενέργειας που δεν μπορεί να μετατραπεί σε εξωτερικό έργο Αποτελεί μέτρο της αταξίας ενός συστήματος Κάθε αυθόρμητη αντίδραση οδηγεί στην πιο πιθανή κατάσταση και συνοδεύεται από αύξηση της εντροπίας Η πιο πιθανή κατάσταση έχει τη μεγαλύτερη αταξία και τη μεγαλύτερη εντροπία Παράδειγμα: πάγος – υγρό – στερεό Αυθόρμητη μεταβολή: Ισορροπία:  Εντροπία αντιδράσεων

5 Μεταλλουργία Fe I Θερμοδυναμικές ιδιότητες  Ελεύθερη Ενθαλπία Διαφορά μεταξύ της εσωτερικής ενέργειας και της δεσμευμένης ενέργειας Υπό σταθερό όγκο (Ελεύθερη ενέργεια κατά Helmholtz)  A = E - TS Υπό σταθερή πίεση (Ελεύθερη ενέργεια κατά Gibbs):  G = H - TS Οι απόλυτες τιμές του H (και επομένως και του G) είναι άγνωστες, αλλά οι μεταβολές του μετρήσιμες  ΔG = ΔH - TΔS  ΔG < 0 αυθόρμητη αντίδραση  ΔG = 0 αντίδραση σε ισορροπία  ΔG > 0 αδύνατη αντίδραση

6 Μεταλλουργία Fe I Θερμοδυναμικές ιδιότητες  Ελεύθερη ενέργεια του Zn

7 Μεταλλουργία Fe I Θερμοδυναμικές ιδιότητες  Ελεύθερη ενθαλπία αντιδράσεων  Παράδειγμα: Να υπολογιστεί η ελεύθερη ενθαλπία της αντίδρασης Ca(OH) 2(s) + CO 2(g) = CaCO 3(s) + H 2 O (l)

8 Μεταλλουργία Fe I Θερμοδυναμικές ιδιότητες  Πρότυπη ελεύθερη ενθαλπία σχηματισμού ενώσεων (ΔG o f, 298 )

9 Μεταλλουργία Fe I Θερμοδυναμικές ιδιότητες  Χημική ισορροπία – Εξίσωση Van’t Hoff

10 Μεταλλουργία Fe I Θερμοδυναμικές ιδιότητες  Διαγράμματα Ellingham

11 Μεταλλουργία Fe I Θερμοδυναμικές ιδιότητες  Διαγράμματα Ellingham

12 Μεταλλουργία Fe I Θερμοδυναμικές ιδιότητες Αναγωγή οξειδίων του Fe με CO Αναγωγή: Fe 2 O 3  Fe 3 O 4  FeO  Fe ο 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2 ΔΗ ο 298 = -12,53 kcal(1) Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2 ΔΗ ο 298 = kcal(2) FeO + CO = Fe o + CO 2 ΔΗ ο 298 = -4,43 kcal(3) Fe 2 O 3 + CO = 2Fe o + 3CO 2 ΔΗ ο 298 = -6,59 kcal(συν) Ο βουστίτης είναι μεταστασταθής κάτω από τους 570οC, ισχύει Fe 3 O 4 + CO = 3Fe ο + 4CO 2 ΔΗ ο 298 = -3,62 kcal(4)

13 Μεταλλουργία Fe I Θερμοδυναμικές ιδιότητες Αναγωγή οξειδίων του Fe με CO Αναγωγή: Fe 2 O 3  Fe 3 O 4  FeO  Fe ο FeO + CO = Fe o + CO 2 ΔΗ ο 298 = -4,43 kcal(3) ΔG o 1000 = 0,88 kcal ΔG o 1250 = 2,2 kcal ΔG o 1500 = 3,51 kcal Δηλαδή είναι θερμοδυναμικά ΑΔΥΝΑΤΗ υπό πίεση 1 atm για Τ=1000 ο Κ: logK = και K = 0,64217  (ptot = 1 atm) P CO = 0,6, p CO2 =0,4 atm

14 Μεταλλουργία Fe I Θερμοδυναμικές ιδιότητες Αναγωγή οξειδίων του Fe με CO Αναγωγή: Fe 2 O 3  Fe 3 O 4  FeO  Fe ο FeO + CO = Fe o + CO 2 ΔΗ ο 298 = -4,43 kcal(3) ΔG o 1000 = 0,88 kcal ΔG o 1250 = 2,2 kcal ΔG o 1500 = 3,51 kcal Δηλαδή είναι θερμοδυναμικά ΑΔΥΝΑΤΗ υπό πίεση 1 atm για Τ=1000 ο Κ: logK = και K = 0,64217  (ptot = 1 atm) P CO = 0,6, p CO2 =0,4 atm

15 Μεταλλουργία Fe I Θερμοδυναμικές ιδιότητες

16 Μεταλλουργία Fe I Θερμοδυναμικές ιδιότητες


Κατέβασμα ppt "Μεταλλουργία Σιδήρου – Χυτοσιδήρου Θεωρία και Τεχνολογία Δρ. Α. Ξενίδης Ε.Μ. Πολυτεχνείο Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων – Μεταλλουργών Εργ. Μεταλλουργίας 5o."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google