[Архив!] Чистая математика, физика, химия и т.п.: задачки для тренировки мозгов, никак не связанные с торговлей - страница 466
Вы упускаете торговые возможности:
- Бесплатные приложения для трейдинга
- 8 000+ сигналов для копирования
- Экономические новости для анализа финансовых рынков
Регистрация
Вход
Вы принимаете политику сайта и условия использования
Если у вас нет учетной записи, зарегистрируйтесь
Пойду гуглить, кто такой Трахтенберг.
Все прочие условия идентичны. Влажность, плотность, содержание кислорода и т.п. И даже их отличие далеко не настолько существенно влияет на скорость реакции, как отвод тепла от зоны реакции.
_____________________________
Короче, есть в химии знаменитый принцип ле Шателье: любое воздействие на химическую реакцию смещает химическое равновесие в такую сторону, чтобы уменьшить это воздействие. Запишем реакцию горения (она экзотермическая):
Исходное горючее + Кислород <-> Продукты горения + Тепло Q
Теперь будем охлаждать зону горения. Другими словами, будем отводить тепло. Реакция, согласно принципу ле Шателье, выровняет равновесие так, чтобы минимизировать внешнее воздействие (отвод тепла). Она будет "стремиться" генерить больше тепла. Так как тепло у нас в правой части реакции, то равновесие сдвинется вправо. Пожар усилится.
А почему пожар гасят углекислотой? Да все просто: углекислота - это один из продуктов реакции горения. Если мы будем искусственно увеличивать ее концентрацию, равновесие реакции горения сместится влево (туда, где углекислоты еще не было), т.е. в сторону, противоположную горению.
Еще пример, последний о пожаре: если отводить из зоны горения продукты горения, то горение будет интенсивнее (реакция сопротивляется и пытается компенсировать внешнее воздействие, добавляя больше продуктов горения). Этим, кажись, пользуются в металлургии.
Помнится, читал о наших полярниках, которые умудрились выжить после пожара на "Востоке" в Антарктиде во время зимы. Мороз во время пожара был очень сильный. Полярники вспоминают, что горел алюминий. Это ничего не доказывает, но демонстрирует, что холодный воздух совсем не мешает пожару быть очень сильным.
Теоретически ответ выглядит верным, но вот чувствую, что "отвод тепла" без учёта плотности воздуха, как-то выглядит не очень правильно :)
А если опыт провести в закрытом сосуде, чтобы выполнить идентичность всех "прочих условий"? Думаю, что вряд ли горючее сумеет сгореть быстрее при более низкой температуре.
Все прочие условия идентичны. Влажность, плотность, содержание кислорода и т.п. И даже их отличие далеко не настолько существенно влияет на скорость реакции, как отвод тепла от зоны реакции.
_____________________________
Короче, есть в химии знаменитый принцип ле Шателье: любое воздействие на химическую реакцию смещает химическое равновесие в такую сторону, чтобы уменьшить это воздействие. Запишем реакцию горения (она экзотермическая):
Исходное горючее + Кислород <-> Продукты горения + Тепло Q
Теперь будем охлаждать зону горения. Другими словами, будем отводить тепло. Реакция, согласно принципу ле Шателье, выровняет равновесие так, чтобы минимизировать внешнее воздействие (отвод тепла). Она будет "стремиться" генерить больше тепла. Так как тепло у нас в правой части реакции, то равновесие сдвинется вправо. Пожар усилится.
С формулировками категорически не согласен :) Ведь тепло из пустоты не возникнет - на самом деле усилится приток воздуха/кислорода, за счёт более быстрого вытеснения горячего воздуха более холодным - разность плотности. Ускорили приток кислорода -> ускорили скорость реакции, а не "отвели тепло" -> ускорили скорость реакции.
В закрытом сосуде ускорить приток кислорода не получится - он уже весь там.
Виктор, я получил образование по технологиям микроэлектроники, учился на физико-химическом факультете МИЭТ (в Зеленограде). Нам давали очень много всякой химии, термодинамики, физхимии, физики поверхности и т.п. Сейчас многое забыто, но тогда голова пухла от всех этих экстенсивных/интенсивных параметров и частных производных в физхимии.
На качественном уровне принцип ле Шателье работает хорошо - если контролировать логику и не выходить за пределы разумности в рассуждениях. Конечно, он всего не объясняет (он же качественный), но качественно объяснить для студента 1-2 курса, в какую сторону пойдет реакция при том или ином воздействии, позволяет.
На количественном уровне это описывается физхимией. Это та же термодинамика, только с учетом химического потенциала. Но это был уже не 2 курс...
P.S. В Вашем рассуждении есть логические недочеты. Да, тепло из пустоты не возникает; оно возникает в результате самой химической реакции. Если смешать натрий и воду, откуда берется тепло? И именно отвод тепла в примере с пожаром - главная причина усиления пожара. Прелесть принципа как раз в том, что он позволяет не углубляться в детали и сразу предсказывать направление процесса.
P.P.S. Возможно, я ошибаюсь, но в экзотермических реакциях, используемых в металлургии, кислород в зону горения подают именно холодный. Не потому, что так легче, а потому, что работает принцип ле Шателье: реакция ускоряется сразу по двум причинам - и из-за подачи внешнего кислорода, и из-за того, что он холодный!
P.P.S. Возможно, я ошибаюсь, но в экзотермических реакциях, используемых в металлургии, кислород в зону горения подают именно холодный. Не потому, что так легче, а потому, что работает принцип ле Шателье: реакция ускоряется сразу по двум причинам - и из-за подачи внешнего кислорода, и из-за того, что он холодный!
Виктор, я получил образование по технологиям микроэлектроники, учился на физико-химическом факультете МИЭТ (в Зеленограде). Нам давали очень много всякой химии, термодинамики, физхимии, физики поверхности и т.п. Сейчас многое забыто, но тогда голова пухла от всех этих экстенсивных/интенсивных параметров и частных производных в физхимии.
На качественном уровне принцип ле Шателье работает хорошо - если контролировать логику и не выходить за пределы разумности в рассуждениях. Конечно, он всего не объясняет (он же качественный), но качественно объяснить для студента 1-2 курса, в какую сторону пойдет реакция при том или ином воздействии, позволяет.
На количественном уровне это описывается физхимией. Это та же термодинамика, только с учетом химического потенциала. Но это был уже не 2 курс...
P.S. В Вашем рассуждении есть логические недочеты. Да, тепло из пустоты не возникает; оно возникает в результате самой химической реакции. Если смешать натрий и воду, откуда берется тепло? И именно отвод тепла в примере с пожаром - главная причина усиления пожара. Прелесть принципа как раз в том, что он позволяет не углубляться в детали и сразу предсказывать направление процесса.
P.P.S. Возможно, я ошибаюсь, но в экзотермических реакциях, используемых в металлургии, кислород в зону горения подают именно холодный. Не потому, что так легче, а потому, что работает принцип ле Шателье: реакция ускоряется сразу по двум причинам - и из-за подачи внешнего кислорода, и из-за того, что он холодный!
С принципом ле Шателье не спорю, но вот детали решения задачи мне не нравятся :) Т.е. видимо формулировка задачи как раз такая, чтобы вспомнить только принцип ле Шателье, без лишних подробностей.
Не-е, Алексей, не надо мудрить. Реакция уже устойчиво идет, пожар полыхает. А в момент Ч мы резко охлаждаем внешнюю температуру - скажем, до -150 (пусть кислород останется газом). Обыватель, конечно, подумает, что пожар затухнет нафик. Но мы-то вооружены принципом ле Шателье...
В пользу этого говорит и то, что, как ты правильно сказал, кислород подают в печь холодным - но ведь его же не охлаждают специально, например, до -50 градусов (или я неправ?).
А почему бы не делать это специально?
VictorArt: Т.е. видимо формулировка задачи как раз такая, чтобы вспомнить только принцип ле Шателье, без лишних подробностей.
Именно, Виктор! Я не сообщил никаких дополнительных, специфичных данных. Ну и средства для решения задачи нужно выбирать соответствующие...
Что-то я торможу, подскажите формулу.
---
Имеется множество символов. Количество символов: 2 * N, т.е. чётно.
Символы делятся на 2 подмножества по N символов в каждом. Требуется определить количество возможных вариантов деления символов на подмножества. Позиция символа в подмножестве не важна.
Т.е.:
1) Для множества {A,B} (т.е. при N=1) существует единственный вариант деления: {A} + {B}
2) Для множества {A,B,C,D} (т.е. при N=2) существуют 3 варианта:
{AB} + {CD}
{AC} + {BD}
{AD} + {BC}
---
Как определить количество вариантов для произвольного значения N ?
Для начала о кислороде. Кислород получают перегонкой воздуха. Хотя есть и более современные технологии - мембранные например, но это не в проммасштабах. Нагревать его - нет резона. Сам нагреется в "автогене".
Теперь о Na. Кто сказал, что натрий нельзя смешать с водой без реакции? Можно, если вода и натрий - в твёрдом виде. В твёрдом виде они в реакцию друг с другом не вступают. Вспоминайте шипучие таблетки аспирина - там ацетилсалициловая и лимонная кислоты смешаны с бикарбонатом натрия. Попадёт в воду - реакция, в сухом виде - нет.
Теперь о скорости реакции. Ну конечно, скорость реакции зависит от температуры. Тем выше, тем выше. Но, давайте вспомним физхимию. А от чего она ещё зависит? От концентрации веществ. А концентрация от чего? Например, от плотности. Я про газы. Плотность, кстати, обратнопропорциональна температуре. Так, что с увеличением температуры с этой точки зрения концентрация исходных веществ уменьшается.
Ещё один момент. Скорость реакции зависит от концентрации продуктов горения. Чем концентрация продуктов горения выше, тем ниже скорость реакции.
Так, что вопрос то не совсем "линейный" получается. И на этом форуме он будет "расфлужен" и конкретного ответа не будет.
Что касается меня, то я тоже не могу на него однозначно ответить. С одной стороны знаю, что скорость реакции возрастает с увеличением температуры, с другой стороны - падает (и тому есть примеры использования в технике, в частности в космической). Процесс горения имеет "автобалансирование". Именно поэтому мы все тут, а не там, ещё пока .....
Ещё один момент. А что горит? Древесина, например? Не забывайте, что древесина разлагается при горении: уголь, метан, метанол, уксусная кислота, вода, зола и т.п. Иногда на разложение требуется энергия, а иногда оно и "само идёт" - зависит от того, что горит. Есть и более интересные вещи - вещество может окисляться и восстанавливаться одновременно. Как? А вот так. Продуктов "горения" ещё и больше становится, но это иллюзия :)