Курсовая работа: Свойства времени и химические процессы в природе

При подстановке в выражения энергии Гиббса

можно предположить, что протекание процесса разрушения титана вероятно, так как K_p >1.

2. Для нахождения температурного интервала протекание процесса диффузии и кинетики по исходным данным необходимо построить графическую зависимость lgk^* от 1/Т.

Схема процесса разрушения (окисления) титана выглядит следующим образом

.

При построении графической зависимости lgk^* от 1/Т производятся следующие расчёты. По исходным данным энергии активации и температуре определяются углы a₁ для построения прямой кинетической области и a₂ – для диффузионной

,

или –tga₁ =tg(180-a₁ )= 6,338·10³ , тогда угол (180–a₁ ) = 81,04^о , a₁ =98,96^о .

,

или –tga₂ =tg(180-a₂ )=0,986·10³ ,

тогда угол (180-a₂ ) = 44,61^о , a₂ =135,39^о

По графической зависимости (рис.2) возможно определить температурные интервалы кинетической области, который начинается с температуры 279,3 К и ниже (рис. кривая 1), а температурный интервал диффузионной области начинается с температуры 282,5 К и выше (кривая 2).

Рис. 1. Зависимость lgk* от 1/T для гетерогенного процесса разрушения

Температурный коэффициент кинетической области равен

При этом k_к ^* – эффективная константа скорости гетерогенного процесса кинетической области равна – (lgk_к ^* =0,1 по графику зависимость lgk_к * от 1/T), а k_к ^* = 1,26 см/с.

Скорость кинетического процесса начиная с температуры 279,3К (температурная граница протекания процесса взаимодействия – кинетическая область) будет равна:

для процесса

V_к = k_к ^* ·[О₂ ]×[H₂ O]² = 1,26·[0,21]×[55,56]² ∙10^-3 =0,817.

Так как толщина окантовки из титана составляла 30 мкм (3×10^{-5 см), то данная оболочка разрушится за секунд} (то есть практически мгновенно).

Температурный коэффициент диффузионной области равен

При этом k_д ^* – эффективная константа скорости диффузии равна – (lgk_д ^* =0,43 по графику зависимость lgk_д * от 1/T), k_д ^* = 2,69 см/с, а скорость процесса в диффузионной области, начиная с температуры 282,5 К и выше равна:

Для процесса доставки окислителя – кислорода воздуха, растворённого в воде в зону взаимодействия

V_д = 2,69·[55,56]² ∙[0,21]∙10^-3 =1,76

При подстановке в выражения определения энергии Гиббса (при температуре Т=279,3 К (граница начала кинетической области)

Данные расчётов показали, что процесс разрушения титана на бокале с вином, где находится ядовитое вещество мышьяк при температуре 279,3 К и ниже, вероятен.

Общий вывод . Процесс разрушения титана на бокале вероятен при температуре 279,3 и ниже. Процесс может немного быть заторможен из-за образования оксидной плёнки.

Вопрос 7. Ракета движется относительно наблюдателя на земле со скоростью υ=0.95·c, где с=3 10⁸ м/с – скорость света в вакууме. За какое время пройдёт событие относительно наблюдателя на земле, если событие в ракете прошло за время равное двум годам и четырем годам? Как изменятся линейные размеры тел в ракете (по направлению её движения) по отношению наблюдателя на земле?