Читать онлайн «Основы макрокинетики. Диффузия и теплопередача в химической кинетике»

ББК 24. 54 Ф83 Д. А. Франк-Каменецкий Ф83 Основы макрокинетики. Диффузия и теплопередача в химической кинетике: Учебник-монография / Д. А. Франк-Каменецкий. - 4-е изд. — Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2008. — 408 с. ISBN 978-5-91559-004-4 Книга посвящена макроскопической кинетике химических реакций — законам протекания их в реальных условиях, в природе и в технике в сочетании с физическими процессами переноса вещества и тепла. В доступной для широкого круга читателей форме изложены основы термодинамической теории процессов переноса и гидродинамической теории диффузии в многокомпонентных смесях. Рассматриваемые в книге вопросы имеют фундаментальное значение для теории процессов и аппаратов химического машиностроения, физики и химии горения и взрыва, физико-химической гидродинамики, теории периодических химических реакций и химической кибернетики, современной биологии. За десятилетия, прошедшие после выхода первого издания, значение макрокинетических методов еще более возросло. Они применяются во множестве новых задач фундаментальной и прикладной науки. ББК 24. 54 УДК 541. 124. 128 SBN 978-5-91559-004-4 © 2008, наследники © 2008, ООО Издательский Дом «Интеллект», оригинал-макет, djOb^ftcL оформление Центральная научная библиотека Уральского отделения РАН ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие к четвертому изданию 9 Предисловие к третьему изданию -. 10 Предисловие редактора к первому изданию 11 Предисловие автора 13 Главная книга Д. А. Франк- Каменецкого и ее автор 15 ГЛАВА 1 ВВЕДЕНИЕ 21 1. 1. Сведения из химической кинетики 22 1. 1. 1. Скорость реакции 22 1. 1. 2. Простые и сложные реакции 22 1. 1. 3. Порядок реакции и энергия активации 23 1. 1. 4. Автокатализ и промежуточные продукты 23 1. 1. 5. Цепные реакции 24 1. 1. 6. Гетерогенные реакции 26 1. 2. Сведения из теории диффузии и теплопередачи 33 1. 2. 1. Подобие процессов диффузии и теплопередачи 33 1. 2. 2. Теплопроводность и диффузия в неподвижной среде 33 1. 2. 3. Свободная и вынужденная конвекция 35 1. 2. 4. Коэффициенты переноса 37 1. 2. 5. Теория подобия 40 1. 2. 6. Приведенная пленка 43 1. 2. 7. Внешняя и внутренняя задачи 44 1. 2. 8. Коэффициент сопротивлений и аналогия Рейнольдса ... . 45 1. 2. 9. Уравнения связи между критериями 47 1. 2. 10. Продольное обтекание пластины 51 1. 2. 11. Конвекция в слое 52 1. 2. 12. Псевдоожиженный (кипящий) слой 53 1. 2. 13. Дифференциальные уравнения теплопроводности и диффузии 53 1. 2. 14. Молекулярные потоки 56 Литература 57 ГЛАВА 2 ДИФФУЗИОННАЯ КИНЕТИКА 58 2. 1. Метод равнодоступной поверхности 59 2. 1. 1. Реакция первого порядка и сложение сопротивлений ... . 60 2. 1. 2. Молекулярно-кинетическая интерпретация сложения сопротивлений 61 2. 1. 3. Диффузионная и кинетическая области 63 ние 2. 2. Примеры протекания химических реакций в диффузионной области 65 2. 2. 1. Горение угля 66 2. 2. 2. Реакции дробного порядка 69 2. 2. 3. Кинетика растворения 72 2. 2. 4. Гетерогенный обрыв в цепных реакциях 74 2. 2. 5. Реакция на стенках замкнутого сосуда 75 2. 3. Диффузионная кинетика сложных реакций 80 2. 3. 1.