Изотермических поверхностей

М. X. Карапетьянц предложил новый приближенный метод расчета значений изменения изобарно-изотермических потенциалов из теплот образования различных веществ. Им установлено существование параллелизма между стандартными теидатами АЯг и изменениями изобарно-изотермических потенциалов., Д.Оз: обра,-

Для всех труднорастворимых в воде электролитов отсутствующие в справочной литературе значения изменения стандартных изобарно-изотермических потенциалов 'их образования могут быть рассчитаны по нашему метолу из имеющихся в литературе значений произведений растворимости, которые широко используются в такого рода термодинамических- расчетах.

где (ЛОш) метлп (т) — изменение стандартного изобарно-изо-термического потенциала образования труднорастворимого в воде электролита, кал/моль; А0^е„+ = FnV°Men+ и Д0^,„ -- изменение стандартных изобарно-изотермических потенциалов образования водных ионов, кал/г-ион; V°Mlfl+ — стандартный электродный потенциал металла в водном растворе при 298К, В; аМеП+ и алт --активности катиона Меп+ и аниона Ат~, г-ион/л; ЬметАп — произведение растворимости.

При расчете изменений стандартных изобарно-изотермических потенциалов образования труднорастворимых в воде окислов металлов из значений произведений растворимости этих окислов следует учитывать реакцию диссоциации окисла:

Изменения стандартных изобарно-изотермических потенциалов образования труднорастворимых в воде окислов металлов могут быть рассчитаны, согласно нашим данным, по уравнению

Реакционная способность (химическое сродство) металлов и термодинамическая устойчивость продуктов химической коррозии металлов характеризуются изменением стандартных изобарно-изотермических потенциалов AGj- соответствующих реакций (например, окисления металлов кислородом или другим окислителем), отнесенным к 1 г-экв металла, т. е. AGr/mn (рис. 7 и 8). Более отрицательные значения AGf/mn указывают на более высокую реакционную способность (химическое сродство) металла и более высокую термодинамическую устойчивость продукта химической коррозии металла,

и с помощью этого уравнения рассчитать значения изобарно-изотермических потенциалов образования ряда окислов железа, в том числе гипотетических и нестойких (Fe2O, FeO, Fe3O4, РегО3, FeO2, Fe2O6, FeO3, FeO4), найти стандартные электродные окислительно-восстановительные потенциалы реакций, обратимых по катионному анионному (при условии присоединения ионов водорода

Отсутствующие в справочной литературе значения, в частности изобарно-изотермических потенциалов, могут быть рассчитаны по одному из описанных в гл. 1 методу; для труднорастворимых в воде продуктов коррозии металлов их можно вычислить из произведений растворимости по описанному ранее (см. с. 25) методу.

В табл. 35 приведены значения э. д. с. и изменения изобарно-изотермических потенциалов коррозионных процессов с кислородной деполяризацией:

Э. д. с. (?29в)обр и изменение изобарно-изотермических потенциалов А0298 коррозионных процессов с кислородной деполяризацией (Ро„ = °-21 а™ "Ри 25° С и рН = 7)

В табл. 38 приведены значения э. д. с. и изменения изобарно-изотермических потенциалов коррозионных процессов с водородной деполяризацией:

Таким образом, для того, чтобы определить теплопроводность исследуемого материала К, необходимо измерить в стационарном режиме тепловой поток Q, проходящий через исследуемый образец, и температуры его изотермических поверхностей. Уравнение (11.2) описывает распределение температуры в твердых телах, а также в жидкостях и газах при отсутствии других (кроме теплопроводности) способов переноса теплоты. В случае зависимости теплопроводности от температуры уравнением (11.2) можно пользоваться при условии, что в исследуемом образце будет иметь место небольшой перепад температур. В этом случае полученные средние значения теплопроводности будут близки к его истинным значениям.

При выборе термопар следует помнить, что их материал должен иметь теплопроводность, близкую к теплопроводности испытуемого материала. Это необходимо для того, чтобы отвод тегпа вдоль электродов термопар был пренебрежимо малым по сравнению с расчетным тепловым потоком, что особенно важно при исследовании теплоизоляционных материалов. Во избежание искажения показаний электроды термопар располагаются вдоль изотермических поверхностей.

Температурное поле называется однородным, если во всех точках пространства температура одинакова, неоднородным — если температура в различных точках пространства различна. Поверхности, на которых расположены точки с одинаковыми температурами, называются изотермическими, а сечения изотермических поверхностей — изотермами. Очевидно, что вдоль изотермической поверхности тепло распространяться не может.

Пересечение изотермических поверхностей плоскостью дает на этой плоскости семейство изотерм. Они обладают теми же свойствами, что и изотермические поверхности, т. е. не пересека- . ются, не обрываются внутри тела, оканчиваются на поверхности, либо целиком располагаются внутри самого тела.

В случае плоской стенки плотность теплового потока g остается одинаковой для всех изотермических поверхностей. По этой причине градиент температуры сохраняет для всех изотермических поверхностей постоянную величину. В случае цилиндрической стенки плотность теплового потока через любую изотермическую поверхность зависит от радиуса.

Поскольку процесс стационарный и полный тепловой поток Q, Вт, .будет постоянным для всех изотермических поверхностей, то можно записать:

Замкнутость изотермических поверхностей для цилиндра и шара очевидна, а пластину будем рассматривать как предельный случай замкнутой системы, когда п—»-оо.

. Вследствие замкнутости изотермических поверхностей тепловой поток через стенку любого из рассматриваемых тел можно представить как

Формула (21) получена из решения уравнения теплопроводности для континуальной среды (основа смазка) с равномерно распределенными включениями твердых сферических частиц при использовании гипотезы о плоскопараллельности изотермических поверхностей.

то поле называется неустановившимся или нестационарным. Температурное поле может быть представлено в виде картины изотермических поверхностей в пространстве. В условиях стационарности семейство изотермических поверхностей остается стабильным, в противном случае оно образует последовательность сменяющихся во времени картин, каждая из которых отображает мгновенное температурное состояние тела.

На рис. 1-2 показана для примера некоторая сетка взаимно ортогональных линий. Одни из них представляют собой сечение цилиндрических изотермических поверхностей, причем образующие последних считаются нормальными к плоскости чертежа. Другие линии являются линиями теплового тока. В своей совокупности они также образуют семейство цилиндрических поверхностей с образующими, нормальными чертежу.