Оценка полных и частичных равновесий в сплошных средах

М.С. Зароднюк, Б.М. Каганович, С.П. Филиппов (Иркутск)

Сфера применения классической равновесной термодинамики была значительно расширена с развитием методов термодинамического анализа уравнений движения [1, 2] и созданием моделей экстремальных промежуточных состояний (МЭПС) [3, 4], которая позволяет просматривать всю область достижимости из заданного исходного состояния и находить равновесие (частичное или полное), обладающее важными для исследователя свойствами. Однако проблема оценки осуществимости отыскиваемых в результате термодинамического моделирования равновесий остается открытой.

Поскольку осуществимость состояний в физико-химических системах определяется химической кинетикой и процессами переноса, то для ее оценки, естественно, требуется учет характеристик этих процессов непосредственно в ходе термодинамического анализа. Для решения возникшей задачи авторами предлагается методика исключения времени из описания движения на основе предположения, что моделируемым процессам удовлетворяют дифференциальные уравнения первого порядка с не зависящими в явном виде от времени правыми частями [5]. В зависимости от особенностей изучаемой системы либо непосредственно задаются ограничения на значения этих правых частей, либо последние подставляются в выражение для суммарной характеристической термодинамической функции, условия монотонности изменения которой включаются в МЭПС.

 

1. Горбань А.Н. Обход равновесия: уравнения химической кинетики и их термодинамический анализ. - Новосибирск: Наука, 1984. 226 с.

2. Feinberg M. Recent results in optional reactor syntesis region theory// Chem. Eng. Sci. - 1999. Vol. 54, № 7. P. 2535  - 2544.

3. Каганович Б.М., Филиппов С.П. Равновесная термодинамика и математическое программирование. - Новосибирск: Наука, 1995. 236 с.

4. Горбань А.Н., Каганович Б.М., Филиппов С.П. Термодинамические равновесия и экстремумы: Анализ областей достижимости и частичных равновесий в физико-химических и технических системах. - Новосибирск: Наука, 2001. 296 с.

5. Каганович Б.М. Об осуществимости равновесий в физико-химических системах. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2002. 43 с.