热力学在冶金中的应用
研究化学反应、溶液生成,物态变化(如晶型转变 、熔化或蒸发等)以及其他物理变化和化学过程产生热效应的内容,称为热化学。冶金反应焓变的计算实际上是冶金热化学的主要内容。
4.1 最高反应温度(理论温度)计算
冶金反应焓变及标准自由能变化计算
高炉炼铁以及电炉、闪速炉熔炼铜锍为半自热熔炼,其热量来源既有物理热,又有化学热;电炉炼钢则需要电能转变为热能,而转炉炼钢、吹炼铜锍、镍锍则为自热熔炼,主要的热源是化学热。以氧气顶吹转炉炼钢为例,把1350℃的铁水升温到1650℃,主要依赖于铁水中的[Si] 、[Mn] 、[C]等元素氧化反应放热;即由化学能转变成热能。要控制氧气顶吹转炉的温度,需要进行冶金热化学计算(热平衡计算),温度偏高加降温剂,如废钢等;温度偏低则要加入提温剂,如硅铁等,以达到控制冶炼过程的目的。总之,金属的提取过程一般都伴有吸热或放热现象。因此,计算冶金反应焓变,不仅有理论意义,还有实际意义 。
焓变计算方法
物理热的计算:
纯物质的焓变计算,一是利用热容;二是应用相对焓。
1. 用恒压热容计算纯物质的焓变:
对于成分不变的均相体系,在等压过程中 ...
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