克劳修斯—克拉贝龙方程在苯精制工艺中的应用探讨

克劳修斯—克拉贝龙方程(以下简称克拉贝龙方程)是表示某物质的饱和蒸汽压和温度关系的公式。利用克拉贝龙方程对苯精制过程中温度、压力的设定以及煤气带水等问题从原理上进行了解释和论述,对处理类似问题提供了重要的理论依据及解决方法。

温度-压力-吸附方程在计算煤岩等量吸附焓的应用

用鄂尔多斯盆地的长焰煤、肥煤、瘦煤和贫煤4个煤样的系列等温吸附实验数据来验证一个温度-压力-吸附方程,并探讨等量吸附时吸附平衡压力与温度之间的函数关系。用克劳修斯-克拉佩龙方程求等量吸附焓。提出单位等量吸附焓的概念及计算方法。结果表明:煤样等量吸附焓为负值,证实吸附过程是个放热过程;对于同一煤样,单位等量吸附焓随吸附量的增加而下降是由于吸附介质表面的能量不均匀性所造成。正因为吸附过程是个放热过程,所以吸附先发生在能量较高的位置上,以便放出更多能量;在相等吸附温度和压力条件下,高阶煤有较大的单位等量吸附焓,必有较大的吸附量。同时高阶煤吸附量随着吸附温度的升高而快速衰减,而中低阶煤吸附量衰减却没有那么明显。

用数学思维化解相平衡章节克拉贝隆方程教学中的瓶颈

相平衡是物理化学课程的重要部分之一。总结了在相平衡章节教学中采用的一些方法:整合了系统的具有内在逻辑联系的教学内容,采用公式结合图像、理论联系实际的方法,将水的相图与克拉贝隆方程有机结合起来,用数形结合的数学思想分析解决化学的问题,以加深学生对于水的相图与克拉贝隆方程以及克拉贝隆-克劳修斯方程的理解与掌握。

“物理化学”中3个方程的关联探析

范特霍夫方程、克劳修斯—克拉贝隆方程和阿伦尼乌斯方程都反映了温度对体系变化的影响.通过简洁严谨的论证,分析了3个方程的关联,使学生加深理解,更好地掌握相关内容及其应用.

液体饱和蒸气压测定实验的拓展与延伸

液体饱和蒸气压实验通过测定一定温度区间内液体的饱和蒸气压,利用克-克方程得到摩尔蒸发焓。由于摩尔蒸发焓是温度的函数,不同温度区间其测定值不同,导致相对误差较大。结合摩尔蒸发焓的计算筛选温度区间以减小实验误差的方法未见应用于实验教学。本实验选择纯水代替有机试剂作为研究对象,根据基尔霍夫定律的方法计算不同温度区间水的平均摩尔蒸发焓,以此作参照确定最佳温度测量区间。进一步引入拉乌尔定律,将纯液体饱和蒸气压的测定扩展应用于电解质与非电解质溶液,可关联更多理论教学内容。实验结果表明,40–60°C范围内测定纯水的饱和蒸气压误差较小,利用实验结果得到的摩尔蒸发焓与计算值相吻合,误差仅为0.465%。将该方法拓展至蔗糖和NaCl溶液饱和蒸气压的测定,可以进一步验证拉乌尔定律以及非理想稀溶液引入活度因子的必要性。此外,利用虚拟仿真技术演示静态法中气体分子的流向和系统压力的变化,增加可视化效果,使实验原理清晰易懂。

汽-液相平衡中的化简分析拓广法与信息化

历史唯物主义和辩证唯物主义坚持"实践第一"、"理论联系实际"的观点,其中活的灵魂为"实践是检验真理的唯一标准"。为了增强理论联系实际的能力、提升化学理论应用于社会实践的可能性,本文将介绍"化简分析拓广法";并以汽-液相平衡计算为例,说明她的应用;且据此,讨论本问题中的信息化问题。

饱和蒸汽压下单元液体的物态方程及其应用

将玻尔兹曼分布律应用于饱和蒸汽压下单元液体的液体表面保守力场中,用液体表面自由能作为状态参量之一,推导出了单元液体的物态方程。进一步应用该物态方程导出了液体表面热力学函数、克劳修斯-克拉珀龙方程与表面张力系数的理论公式。用理论计算液体表面张力系数的良好结果验证:由玻尔兹曼分布律推导出的单元液体的物态方程,不仅形式简单、物理意义明确,而且实际应用结果具有良好的准确性与普遍性。在单元液体物态物理的精确计算处理方面,作出了有益的探索。

ZnO纳米改性变压器油的相对介电常数模型

为了了解添加纳米颗粒对变压器油相对介电常数的影响情况,采用ZnO半导体纳米颗粒制备改性变压器油,在此基础上研究了纳米改性变压器油相对介电常数随纳米颗粒体积分数和环境温度的变化规律,并提出了基于克劳修斯-莫索提方程的纳米颗粒极化模型来解释纳米改性变压器油相对介电常数的变化机理。实验结果表明,添加ZnO纳米颗粒将小幅度地增大变压器油的相对介电常数,且相对介电常数随纳米颗粒体积分数线性增长,随环境温度线性降低,并且纳米颗粒极化模型的计算值与实验测量数据吻合较好。对所提模型的进一步分析表明,纳米改性变压器油的相对介电常数主要由普通变压器油决定,相比于普通变压器油,纳米改性变压器油相对介电常数的增大主要是由纳米颗粒内部极化造成的。

激光与靶相互作用体汽化模型的数值计算方法

利用克劳修斯 克拉珀龙(Clausius Clapeyron)方程描述相变过程,利用vonNeumann差分方法构造辐射流体动力学方程组的计算方法,数值求解了激光辐照金属材料的热效应、汽化过程和激光维持爆震波,并同作者前期的工作作了比较.结果说明,该计算方法对激光与靶材料相互作用体汽化模型的数值计算是行之有效的,且该汽化模型为相关问题的二维、三维问题的数值计算提供了简便有效的途径.

制冷系统仿真中的工质热力性质计算程序

制冷系统仿真中必然用到工质热力性质计算程序,本文针对制冷系统中常用到的 9 种工质进行 了热力性质分析,利用 VB6.0 编写了其计算程序模块,并在实际的制冷仿真系统中得到了应用, 最终通过动力实验平台的测试,证实计算程序是合理的.

溶液暴沸温度的计算

对溶液加热时,加入沸石可以防止溶液暴沸是化学实验中的常用方法.但是,沸石防暴沸的原理是什么？溶液暴沸时气泡承受的压力和与之呈平衡的温度各为多高？是学生经常提出的问题.笔者运用开尔文公式、拉普拉斯公式[1]和克拉贝龙-克劳修斯方程[2]计算说明.

陕北黄土高原极端降水对温度变化的响应研究

随着全球变暖,极端降水事件频发,容易造成滑坡和洪水等自然灾害。研究极端降水与露点和地表温度变化的响应关系,可以为未来极端降水趋势的预测及其灾害风险研究提供可靠依据。以陕北黄土高原为研究区域,基于1970—2017年6个气象站的资料,选取6个极端降水指数,采用线性趋势法、滑动平均法和空间插值法等分析其极端降水指数的时空演变规律以及极端降水对露点和地表温度变化的响应特征,并评估其稳健性。结果表明:1970—2017年陕北黄土高原露点和地表温度呈波动上升趋势,极端降水指数中除持续湿润指数略呈下降趋势外,年总降水量、日降水强度、强降水量、强降水天数和5 d最大降水量均呈上升趋势,且呈现“南高北低”特征。日极端降水与露点温度的响应关系呈单调递增趋势,其响应强度均呈C-C标度,而日极端降水与地表温度的响应关系呈Hook结构,其在吴旗和横山站响应强度呈超C-C标度,在其余4个站均呈C-C标度,且日极端降水与露点温度的响应强度小于地表温度的。相比地表温度,极端降水与露点温度的响应关系更为稳健。

事故池火灾危险性分析与安全措施探讨

通过对事故池液面火灾发生的条件进行分析,利用直径平方直线规律公式与克劳修斯-克拉贝龙方程建立液面火灾数学模型,解出液面蒸发的时间和液面火灾发生的最小可燃气体浓度。采用软件workbench-CFD对事故池原油的流动特性进行数值模拟。针对典型工况分析数值模拟结果,据此提出优化建议,为事故池正常运行提供依据。通过建立实际事故池模型,结合CFD分析的数据模拟试验,验证事故池分段设计及弯管的合理性与正确性。

一种简易装置测定水蒸气压的误差分析

液体饱和蒸气压的测量是物理化学的一个基本实验.针对原来的实验存在仪器复杂、不容易控制等特点,采用简易装置测定了温度在50~80℃时水的饱和蒸气压,对实验结果的误差进行了计算分析.结果表明,饱和蒸气压的偏差较大而蒸发焓的值较为准确,实验误差主要来源于忽略低温下p(H 2 O)、液面静压力、读数.该研究可为进一步改进仪器,提高精确度提供参考意见.

物理化学教学中3个易错例题的分析

分析了物理化学中学生容易混淆或犯错的3个案例.[案例1]若从同一始态出发,理想气体经过绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀2条途径,分别到达相同体积时的终态,其温度、压力的大小如何比较？这个问题的解答不能用最大功原理,因为终态不同,用熵增加原理解释更为科学;[案例2]关于二级反应2A→B,其速率常数及半衰期的计算问题;[案例3]水蒸馏时存在过热现象,要蒸出某个直径的小气泡需要过热多少度？这个问题的解答要用到克劳修斯-克拉贝龙方程,探讨了方程中压力如何取值及代表的意义.