При равновесии нет взаимодействия. Начальный курс термодинамики😄Dry Gin, 11 Янв. 26, 13:32
при равновесии нет изменения параметров термодинамической системы и ее называют изолированной, школьный учебник физики, но ты его не читал, если читал то не понял, если понял то не правильно. Можешь ИИшечку попытать, она на самые тупые вопросы отвечает кратко и по делу
вопрос
"почему теоретическую тарелку называют изолированной термодинамической системой"
ответ
"Термин «изолированная система» в контексте теоретической тарелки используется как математическое упрощение, позволяющее описать идеальный акт разделения фаз.
Вот основные причины, по которым в расчетах ее принимают за такую систему:
Термодинамическое равновесие: Т
еоретическая тарелка — это зона, где жидкая и парообразная фазы приходят в полное равновесие. Для математического описания этого состояния удобно представить, что в данный «момент» (или в данном объеме) система не обменивается теплом или веществом с внешней средой, чтобы все внутренние параметры стабилизировались.
Адиабатичность процесса: В идеальной модели предполагается, что на самой тарелке не происходит потерь тепла в окружающую среду. Вся энергия пара тратится исключительно на испарение части жидкости, что соответствует поведению адиабатически изолированной системы.
Локализация баланса: При расчете одной конкретной тарелки инженеры временно «изолируют» ее границы. Это позволяет составить уравнения материального и теплового баланса так, будто сумма входящих потоков в точности равна сумме выходящих, без учета внешних помех.
Важное уточнение: На самом деле тарелка в работающей колонне является открытой системой, так как через нее постоянно текут потоки пара и жидкости. Название «изолированная» — это лишь допущение идеальной модели для того, чтобы зафиксировать состояние равновесия и рассчитать максимально возможную эффективность разделения."
я его даже попытался грузать вопросом равновесия, цифры я не проверял но общий ход рассуждения впечатляет
вопрос:
какое равновесие между 10кг пара с концентрацией этилового спирта 10% и 1 кг флегмы с концентрацией этилового спирта 55%
ответ:
Для определения равновесного состояния между паром и флегмой (жидкостью)
на теоретической тарелке необходимо составить материальный и тепловой балансы. В результате взаимодействия 10 кг пара ((10\%)) и 1 кг флегмы ((55\%)) установится равновесие с концентрацией спирта в жидкости около (4,5\%) масс. и в паре около (30,7\%) масс.
Шаг 1: Расчет материального баланса по спирту Общая масса смеси составляет (M=10+1=mathbf{11},mathbf{кг}).Суммарное количество чистого этилового спирта в системе:(m_{eth}=10cdot 0,10+1cdot 0,55=mathbf{1,55},mathbf{кг})Средняя концентрация спирта в системе ((z)):(z=frac{1,55}{11}approx 0,1409 ext{ или }mathbf{14,09\%})
Шаг 2: Определение равновесных концентраций и масс фаз Так как пар значительно холоднее (для (10\%) температура кипения (approx 92,6^{circ }C)), чем требуется для поддержания флегмы ((55\%) кипит при (approx 82^{circ }C)), произойдет интенсивная конденсация крепкой флегмы и испарение воды из пара.
На теоретической тарелке составы фаз (x) (жидкость) и (y) (пар) связаны уравнением равновесия. Для системы этанол-вода при среднем содержании (14,1\%) и учете теплового баланса (адиабатная система): Часть пара сконденсируется, отдав тепло на испарение спирта из флегмы.Итоговый состав жидкости ((x)): (approx 4,5\%) масс.Итоговый состав пара ((y)): (approx 30,7\%) масс. (согласно диаграмме равновесия для данного (x)).
Шаг 3: Определение конечных масс фаз Используя
правило рычага для материального баланса:(Lcdot x+Vcdot y=1,55)(Lcdot 0,045+(11-L)cdot 0,307=1,55)Решая уравнение, получаем: Масса флегмы на выходе ((L)): (approx 6,97,кг)Масса пара на выходе ((V)): (approx 4,03,кг) Ответ:
После установления равновесия в системе будет находиться примерно (4,03,кг) пара с концентрацией (30,7\%) и (6,97,кг) жидкости (флегмы) с концентрацией (4,5\%). Нужно ли рассчитать тепловую нагрузку, которую необходимо приложить, чтобы сохранить массу пара неизменной?