Как рассчитать тепловой эффект для реакций, идущих при очень высоких темп.?

[CRV90]

Добрый день!

Все знают что тепловой эффект хим. реакции можно посчитать, если из энтальпии образования  продуктов реакции вычесть энтальпию образования реагирующих веществ. Но это справедливо лишь для реакций, протекающих при стандартных условиях, ведь во всех таблицах указываются энтальпии образования веществ именно при ст.у.

А как быть, если продукты реакции оказываются нагреты до нескольких тысяч К? Ведь в этом случае энтальпия их образования будет сильно отличаться от энтальпии измеренной при ст.у.

Например, горение циркония в кислороде. Исходные вещества находятся при ст.у., а продукт реакции, диоксид циркония окажется нагретым до 4500 К.

Какова будет энтальпия образования ZrO2 при 4500 К, как это посчитать?

Изменено 31 Июля, 2025 в 16:32 пользователем CRV90

[yatcheh]

В 31.07.2025 в 18:40, CRV90 сказал:

Добрый день!

Все знают что тепловой эффект хим. реакции можно посчитать, если из энтальпии образования  продуктов реакции вычесть энтальпию образования реагирующих веществ. Но это справедливо лишь для реакций, протекающих при стандартных условиях, ведь во всех таблицах указываются энтальпии образования веществ именно при ст.у.

А как быть, если продукты реакции оказываются нагреты до нескольких тысяч К? Ведь в этом случае энтальпия их образования будет сильно отличаться от энтальпии измеренной при ст.у.

Например, горение циркония в кислороде. Исходные вещества находятся при ст.у., а продукт реакции, диоксид циркония окажется нагретым до 4500 К.

Какова будет энтальпия образования ZrO2 при 4500 К, как это посчитать?

 

В общем случае, энтальпия - это интеграл по теплоёмкости. Нужно иметь уравнение зависимости теплоёмкости от температуры. Это есть в справочниках, в виде степенных уравнений. Берёте, интегрируете в заданном пределе (типа 320-4000К, свободный терм - стандартная энтальпия), получаете энтальпию.

Это, ваще-то - основы, азы, их знать надо.

[CRV90]

В 31.07.2025 в 20:14, yatcheh сказал:

 

В общем случае, энтальпия - это интеграл по теплоёмкости. Нужно иметь уравнение зависимости теплоёмкости от температуры. Это есть в справочниках, в виде степенных уравнений. Берёте, интегрируете в заданном пределе (типа 320-4000К, свободный терм - стандартная энтальпия), получаете энтальпию.

Это, ваще-то - основы, азы, их знать надо.

Благодарю!

Ну я в химии и физике не профессионал, я скорее любитель. Но эта тема, термодинамика меня всегда очень интересовала.

Мне бы еще правила интегрирования вспомнить

[burbulis]

В 31.07.2025 в 18:40, CRV90 сказал:

Добрый день!

Все знают что тепловой эффект хим. реакции можно посчитать, если из энтальпии образования  продуктов реакции вычесть энтальпию образования реагирующих веществ. Но это справедливо лишь для реакций, протекающих при стандартных условиях, ведь во всех таблицах указываются энтальпии образования веществ именно при ст.у.

А как быть, если продукты реакции оказываются нагреты до нескольких тысяч К? Ведь в этом случае энтальпия их образования будет сильно отличаться от энтальпии измеренной при ст.у.

Например, горение циркония в кислороде. Исходные вещества находятся при ст.у., а продукт реакции, диоксид циркония окажется нагретым до 4500 К.

Какова будет энтальпия образования ZrO2 при 4500 К, как это посчитать?

Дык, тепловой эффект реакции рассчитывается для ситуации когда продукты УЖЕ пришли к стандартным условиям, т.е. остыли до 273 К и пришли к давлению 1 атм. Вы рассчитываете сколько энергии выделилось (поглотилось) по итогу реакции, когда все уже прореагировало, остыло и пришло в стандартные условия.

Рассчеты для всяких промежуточных ситуаций когда продукты еще не полностью остыли, не имеют никакого смысла.

[burbulis]

Да и с точки зрения кинетики это будет неправильно, т.к. на промежуточной стадии еще нет четкого разделения между продуктами и исходными веществами. На этой стадии полно всяких радикалов, ионов, полу-продуктов, и посчитать всю эту кашу нереально.

[yatcheh]

В 01.08.2025 в 18:48, burbulis сказал:

Рассчеты для всяких промежуточных ситуаций когда продукты еще не полностью остыли, не имеют никакого смысла.

 

Ну, это - бред, коллега. Вы ещё это прогоните химфизику, с его взрывными процессами. Да и в технологии такие расчёты - обычное дело.

 

В 01.08.2025 в 18:56, burbulis сказал:

Да и с точки зрения кинетики это будет неправильно, т.к. на промежуточной стадии еще нет четкого разделения между продуктами и исходными веществами. На этой стадии полно всяких радикалов, ионов, полу-продуктов, и посчитать всю эту кашу нереально.

 

При чём тут кинетика? Если о чём-то и говорить, так о равновесии при высокой температуре. Нет равновесия - нет никакой энтальпии. 

При высокой температуре равновесие устанавливается быстро, и "каша" рассчитывается методами термодинамики.

Кинетика тут - не пришей к пизде рукав.

[chemister2010]

Существуют таблицы термодинамических величин до высоких температур. По ним можно считать энергию реакций при большой температуре. 

[CRV90]

В 01.08.2025 в 22:23, chemister2010 сказал:

Существуют таблицы термодинамических величин до высоких температур. По ним можно считать энергию реакций при большой температуре. 

А где бы эти таблицы найти, не подскажете?

[CRV90]

Мне только по самым распространенным веществам, H2O, CO, CO2, NO, CH4, NH3.

[chemister2010]

В 06.08.2025 в 14:26, CRV90 сказал:

А где бы эти таблицы найти, не подскажете?

 

Например, скачайте книгу:

Barin I. Thermochemical Data of Pure Substances. - VCH, 1995

там обычно до 2000-5000 К есть данные