|
Расчет эмпирической формулы и энтальпии 1 кг с помощью ЭВМ
4.1. Исходные данные для расчета:
– содержание компонентов, %;
– элементный состав каждого компонента в грамм-атомах на 1 моль или 1 кг;
– энтальпия каждого компонента, кДж/кг.
4.2. Используемые обозначения в программе:
Д - массив атомных масс элементов (С, Н, О, N); T - массив энтальпий компонентов; В1 - массив содержания компонентов в композиции, %; I – количество компонентов в композиции; В – массив массовых долей компонентов в композиции; С(I), Н(I), O(I), N(I) – количество грамм-атомов углерода, водорода, кислорода, азота в 1 моле j-го компонента;
C1(I), H1(I), O1(I), N1(I) - количество грамм-атомов углерода, водорода, кислорода, азота в 1 кг j-го компонента; C2(I), H2(I), O2(I), N2(I) - количество грамм-атомов углерода, водорода, кислорода, азота вносимых j-ым компонентом в 1 кг композиции; C3(I), H3(I), O3(I), N3(I) - количество грамм-атомов углерода, водорода, кислорода, азота вносимых всеми компонентами в 1 кг композиции.
Приложение 1
Условные формулы и энтапльпии образования 1кг нитроцеллюлозы в зависимости от содержания азота
Содержание
азота, %
(по массе)
| Число-грамм-атомов на 1 кг *
| ∆Hобр ., кДж/кг **
| С
| Н
| О
| N
|
|
|
|
|
|
| 11,50
| 23,334
| 30,631
| 35,864
| 8,210
| – 2989
| 11,60
| 23,215
| 30,411
| 35,908
| 8,281
| – 2964
| 11,70
| 23,096
| 30,142
| 35,962
| 8,352
| – 2938
| 11,80
| 22,978
| 29,872
| 35,995
| 8,424
| – 2912
| 11,90
| 22,859
| 29,603
| 36,039
| 8,495
| – 2887
| 12,00
| 22,740
| 29,333
| 36,083
| 8,567
| – 2861
| 12,10
| 22,621
| 29,064
| 36,127
| 8,638
| – 2835
| 12,20
| 22,502
| 28,794
| 36,170
| 8,709
| – 2810
| 12,30
| 22,383
| 28,525
| 36,214
| 8,781
| – 2784
| 12,40
| 22,264
| 28,255
| 36,258
| 8,852
| – 2759
| 12,50
| 22,145
| 27,985
| 36,301
| 8,923
| – 2733
| 12,60
| 22,026
| 27,716
| 36,345
| 8,995
| – 2707
| 12,70
| 21,908
| 27,447
| 36,389
| 9,066
| – 2682
| 12,80
| 21,788
| 27,177
| 36,433
| 9,138
| – 2656
| 12,90
| 21,670
| 26,908
| 36,476
| 9,209
| – 2630
| 13,00
| 21,551
| 26,638
| 36,520
| 9,280
| – 2605
| 13,10
| 21,432
| 26,369
| 36,564
| 9,352
| – 2579
| 13,20
| 21,313
| 26,099
| 36,607
| 9,423
| – 2554
| 13,30
| 21,149
| 25,829
| 36,651
| 9,495
| – 2528
| 13,40
| 21,075
| 25,560
| 36,695
| 9,566
| – 2502
| 13,50
| 20,957
| 25,290
| 36,739
| 9,637
| – 2476
| 13,60
| 20,838
| 25,021
| 36,782
| 9,709
| – 2451
| 13,70
| 20,719
| 24,751
| 36,826
| 9,780
| – 2425
| 13,80
| 20,600
| 24,482
| 36,870
| 9,852
| – 2400
| 13,90
| 20,481
| 24,212
| 36,913
| 9,923
| – 2374
| 14,00
| 20,362
| 23,943
| 36,957
| 9,994
| – 2348
| 14,10
| 20,243
| 23,673
| 37,001
| 10,066
| – 2323
| * Числа грамм-атомов элементов в условной формуле 1 кг нитрата целлюлозы могут быть рассчитаны по следующим формулам:
С = 37,005 – 1,1887×N%; H = 61,6751–2,0952×N%; O = 30,8375 + 0,4371×N%; N = 0,7138* N%, где N%- содержание азота в нитрате целлюлозы в процентах по массе.
** Энтальпию образования нитратов целлюлозы можно рассчитать по следующей формуле: ∆Hобр.=256,287× N% – 5936 (кДж/кг)
Приложение 2
Значение βi, W i и ∆Нобр.i некоторых компонентов композиций
Компонент
| Брутто-формула
| β, кДж/%
| Wi ×10-3, м3/%
| ∆Нобр, кДж/кг
| Нитрат целлюлозы
| -
| -
| (15,35 – 0,5× N%)
| -
| Нитроглицерин
| C3H5O9N3
| +74,1
| 6,91
| – 1547
| Нитродигликоль
| C4H8O7N2
| +45,2
| 10,28
| – 222,4
| Гексоген
| C3H6O6N6
| +58,2
| 9,08
| + 294,8
| Октоген
| C4H8O8N8
| +52,1
| 9,08
| + 241,8
| Нитрогуанидин
| CH4O2N4
| +28,1
| 10,76
| – 879,0
| Динитротолуол
| C7H6O4N2
| +4,2
| 13,54
| – 356,3
| Централит №1
| C17H20ON2
| -103,8
| 23,39
| – 394,6
| Централит №2
| C15H16ON2
| -99,6
| 22,40
| – 150,5
| Дифениламин
| C12H11N
| -113,5
| 23,85
| + 697,5
| Дибутилфталат
| C16H22O4
| -88,3
| 21,76
| – 3117,0
| Вазелин
| C15H32
| -139,4
| 32,75
| – 1437,2
| Окись магния
| MgO
|
|
| – 15062,5
| Камфора
| C10H16O
| -112,2
| 26,53
| – 2117,7
| Спирт этиловый
| C2H6O
| -71,2
| 24,34
| – 6096
| Эфир этиловый
| C4H10O
| -93,8
| 27,24
| – 3259,4
|
β = 5,43× N%– 28 (кДж/%);
∆Hобр .=256,287×N – 5936 (кДж/кг), где N% – содержание азота в %.
Приложение 3
Термохимические поправки Δi для расчета теплот сгорания QР сг органических веществ по Карашу
№ п.п.
| Группировки и связи
| Структура
| Δi, кДж/моль
|
| Фторалканы
| Alk–F
| -117
|
| Сульфогруппа в ароматических углеродах
| Ar–SO3H
| -98
|
| Связь конденсированных ароматических ядер
|
| -84
|
| Нитраты аминов
| R3NH+ NO3–
| -67,4
|
| Нитрогруппа в алифатических и ароматических соединениях
| R–NO2
| -54,4
|
| Нитрогруппа в геминальных динитросоединениях
| R–CH(NO2)2
| -41,8
|
| Карбоксильная группа в ароматических соединениях
| Ar–COOH
| -54,4
|
| Связь ароматических радикалов:
|
|
| 8а
| Ароматический радикал с ацетиленовым радикалом
| Ar–C≡C–
| -27,2
| 8б
| Ароматический радикал с виниловым радикалом
|
| -27,2
| 8в
| Ароматический радикал и нитрил
| Ar–C≡N
| -27,2
| 8г
| Ароматический радикал и азот
| Ar–N=
| -14,6
|
| Нитрогруппа в тринитрометильных соединениях
| Alk–C(NO2)3
| -27,2
|
| Группа мочевины
|
| -29,3
|
| Ароматический и алифатический радикалы
| Ar–Alk
| -14,6
|
| Четвертичный углеродный атом
|
| -14,6
|
| Карбоксильная группа в кислотах
| R–COOH
|
|
| Нитраты спиртов
| Alk–O–NO2
|
|
| Нитрогруппа в тетранитрометане
| C(NO2)4
|
|
| Спирты третичные
| (R)3C–OH
| +14,6
|
| Фенолы
| Ar–OH
| +14,6
|
| Алканы
| –CH2–CH2–
| +22,2
|
| Нитроамины первичные
| R–NH–NO2
| +27,2
|
| Спирты вторичные
| (R)2CH–OH
| +27,2
|
| Этиленовая связь в кольце
|
| +27,2
|
| Кетоны алифатические и ароматические
| (R)2C=O
| +27,2
|
| Амины ароматические первичные
| Ar–NH2
| +27,2
|
| Замещенные амиды
|
| +27,2
|
| Ароматический радикал и хлор
| Ar‑Hal
| +27,2
|
| Оксикислоты типа
|
| +27,2
|
| Сложные эфиры ароматических кислот
| Ar–COO–Ar′
| +41,8
|
| Ангидриды карбоновых кислот
|
| +41,8
|
| Нитриты
| R–ONO
| +41,8
|
| Спирты первичные
| R–OH
| +54,4
|
| Нитрамин вторичный
|
| +54,4
|
| Нитрилы
| R–C≡N
| +54,4
|
| Этиленовая связь
| >C=C<
| +54,4
|
| Альдегиды алифатические и ароматические
| R–CHO
| +54,4
|
| Амины алифатические первичные
| Alk–NH2
| +54,4
|
| Алифатический радикал и хлор
| Alk–Hal
| +54,4
|
| Эфиры алифатические сложные
| R–COOR
| +69,0
|
| Нитрозоамин
| >N–NO
| +69,0
|
| Гидразиновая связь
| >N–N<
| +69,0
|
| Эфиры простые
| R1–O–R2
| +81,6
|
| Амины алифатические вторичные
| (Alk)2NH
| +81,6
|
| Амины ароматические третичные
| (Ar)3N
| +81,6
|
| С-нитрозосоединения
| ≡C–NO
| +83,7
|
| Амины алифатические третичные
| (Alk)3N
| +108,8
|
| Оксимы
| >C=NOH
| +108,8
|
| Ацетиленовая связь (полностью замещенная)
| R–C≡C–R′
| +138,5
|
| Ацетиленовая связь
| H–C≡C–R
| +193,0
|
| Ароматические глиоксимы
| HON=Ar=NOH
| +167,8
|
| Тетразолы
|
| +268,0
|
| Азосоединения
| R–N=N–R
| +268,0
|
| Азиды
| –N=N≡N
| +293,0
|
Приложение 4
Средние теплоемкости продуктов горения при постоянном объеме
В интервале температур от 293 до Т К
Соединения
| Средняя теплоемкость при постоянном объеме , Дж/(моль×град),
в интервале температур от 293 К до Т, К
| Соединения
| температуры Т, К
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| СО2
| 40,11
| 40,95
| 41,66
| 42,37
| 43,00
| 43,54
| 44,04
| 44,55
| 45,01
| 45,38
| СО2
| H2O
| 29,39
| 30,02
| 30,60
| 31,23
| 31,86
| 32,45
| 32,99
| 33,58
| 34,12
| 34,62
| H2O
| CO
| 22,90
| 23,19
| 23,49
| 23,74
| 23,99
| 24,24
| 24,24
| 24,66
| 24,83
| 25,04
| CO
| H2
| 21,31
| 21,44
| 21,56
| 21,73
| 21,90
| 22,06
| 22,27
| 22,44
| 22,61
| 22,78
| H2
| N2
| 22,57
| 22,86
| 23,11
| 23,40
| 23,66
| 23,96
| 24,07
| 24,28
| 24,49
| 24,66
| N2
| O2
| 24,57
| 24,66
| 24,95
| 25,20
| 25,46
| 25,66
| 25,92
| 26,08
| 26,29
| 26,46
| O2
| CH4
| 48,36
| 50,66
| 52,75
| 54,76
| 56,60
| 58,36
| 59,95
| 61,50
| 62,88
| 64,22
| CH4
| NO
| 23,66
| 23,95
| 24,20
| 24,45
| 24,70
| 24,91
| 25,12
| 25,29
| 25,46
| 25,62
| NO
|
|
| температуры Т, К
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| СО2
| 45,76
| 46,10
| 36,43
| 46,77
| 47,06
| 47,31
| 47,56
| 47,81
| 48,02
| 48,27
| СО2
| H2O
| 35,18
| 35,63
| 36,09
| 36,55
| 36,97
| 37,39
| 37,81
| 37,22
| 38,60
| 38,98
| H2O
| CO
| 25,16
| 25,33
| 25,50
| 25,62
| 25,75
| 25,87
| 26,00
| 26,09
| 26,20
| 26,29
| CO
| H2
| 22,98
| 23,19
| 23,36
| 23,53
| 23,70
| 23,86
| 24,03
| 24,20
| 24,37
| 24,53
| H2
| N2
| 24,83
| 25,00
| 25,16
| 25,29
| 25,41
| 25,54
| 25,66
| 25,79
| 25,92
| 26,00
| N2
| O2
| 26,63
| 26,80
| 26,96
| 27,13
| 27,26
| 27,42
| 27,59
| 27,72
| 27,84
| 28,01
| O2
| CH4
| 65,48
| 66,61
| 67,74
| 68,79
| 69,75
| 70,67
| 71,51
| 72,35
| 73,10
| 73,86
| CH4
| NO
| 25,79
| 25,92
| 26,04
| 29,17
| 26,29
| 26,38
| 26,50
| 26,59
| 26,67
| 26,75
| NO
|
| температуры Т, К
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| СО2
| 48,44
| 48,65
| 48,86
| 49,03
| 49,15
| 49,36
| 49,49
| 49,65
| 49,78
| 49,95
| СО2
| H2O
| 39,31
| 39,69
| 40,02
| 40,32
| 40,65
| 40,95
| 41,24
| 41,53
| 41,83
| 42,12
| H2O
| CO
| 26,42
| 26,50
| 26,59
| 26,67
| 26,73
| 26,80
| 26,88
| 26,96
| 27,02
| 27,09
| CO
| H2
| 24,70
| 24,83
| 25,00
| 25,12
| 25,29
| 25,41
| 25,54
| 25,70
| 25,83
| 25,96
| H2
| N2
| 26,12
| 26,21
| 26,29
| 26,38
| 26,46
| 26,54
| 26,62
| 26,67
| 26,75
| 26,84
| N2
| O2
| 28,14
| 28,26
| 28,37
| 28,51
| 28,64
| 28,76
| 28,89
| 29,01
| 29,10
| 29,22
| O2
| CH4
| 74,52
| 75,19
| 75,82
| 76,41
| 76,99
| 77,54
| 78,04
| 78,54
| 79,00
| 79,46
| CH4
| NO
| 26,84
| 26,92
| 27,00
| 37,05
| 27,13
| 27,18
| 27,26
| 27,31
| 27,38
| 27,42
| NO
|
| температуры Т, К
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| СО2
| 50,07
| 50,20
| 50,32
| 50,45
| 50,58
| 50,66
| 50,78
| 50,91
| 51,00
| 51,03
| СО2
| H2O
| 42,37
| 42,66
| 42,91
| 43,16
| 43,42
| 43,67
| 43,92
| 44,13
| 44,38
| 44,59
| H2O
| CO
| 27,13
| 27,21
| 27,26
| 27,31
| 27,37
| 27,42
| 27,46
| 27,51
| 27,55
| 27,60
| CO
| H2
| 26,08
| 26,21
| 26,33
| 26,46
| 26,58
| 26,71
| 26,84
| 26,92
| 27,05
| 27,17
| H2
| N2
| 26,88
| 26,94
| 27,00
| 27,05
| 27,13
| 27,17
| 27,21
| 27,26
| 27,33
| 27,38
| N2
| O2
| 29,35
| 29,43
| 29,55
| 29,64
| 29,73
| 29,85
| 29,94
| 30,02
| 30,14
| 30,23
| O2
| CH4
| 79,88
| 80,30
| 80,72
| 81,10
| 81,48
| 81,81
| 82,19
| 82,52
| 82,81
| 83,11
| CH4
| NO
| 27,46
| 27,52
| 27,58
| 27,63
| 27,67
| 27,72
| 27,76
| 27,80
| 27,84
| 27,88
| NO
|
Приложение 5
Значения константы равновесия реакции водяного газа
при различных температурах.
Т, К
| КВ.Г.
| Т, К
| КВ.Г.
| Т, К
| КВ.Г.
|
| 0,732×10-2
|
| 4,989
|
| 8,676
|
| 0,355×10-1
|
| 5,332
|
| 8,807
|
| 0,107
|
| 5,656
|
| 8,928
|
| 0,238
|
| 5,968
|
| 9,048
|
| 0,437
|
| 6,261
|
| 9,156
|
| 0,701
|
| 6,538
|
| 9,273
|
| 1,020
|
| 6,799
|
| 9,351
|
| 1,383
|
| 7,045
|
| 9,447
|
| 1,775
|
| 7,274
|
| 9,532
| 1400.
| 2,188
|
| 7,489
|
| 9,612
|
| 2,608
|
| 7,692
|
| 9,684
|
| 3,032
|
| 7,886
|
| 9,756
|
| 3,446
|
| 8,067
|
| 9,818
|
| 3,853
|
| 8,230
|
| 9,886
|
| 4,244
|
| 8,390
| -
| -
|
| 4,625
|
| 8,540
| -
| -
|
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|