Основы макрокинетики. Диффузия и теплопередача в химической кинетике: учебник-монография

Книга посвящена макроскопической кинетике химических реакций — законам протекания их в реальных условиях, в природе и в технике в сочетании с физическими процессами переноса вещества и тепла. В доступной для широкого круга читателей форме изложены основы термодинамической теории процессов переноса и гидродинамической теории диффузии в многокомпонентных смесях. Рассматриваемые в книге вопросы имеют фундаментальное значение для теории процессов и аппаратов химического машиностроения, физики и химии горения и взрыва, физико-химической гидродинамики, теории периодических химических реакций и химической кибернетики, современной биологии. За десятилетия, прошедшие после выхода первого издания, значение макрокинетических методов еще более возросло. Они применяются во множестве новых задач фундаментальной и прикладной науки.ОглавлениеГлавная книга Д. А. Франк-Каменецкого и ее автор Предисловие к четвертому изданию Предисловие к третьему изданию Предисловие редактора к первому изданию Предисловие Глава 1. Введение 1.1. Сведения из химической кинетики 1.1.1. Скорость реакции 1.1.2. Простые и сложные реакции 1.1.3. Порядок реакции и энергия активации 1.1.4. Автокатализ и промежуточные продукты 1.1.5. Цепные реакции 1.1.5.1. Стационарное и нестационарное протекание реакции 1.1.6. Гетерогенные реакции 1.1.6.1. Активированная адсорбция и гетерогенный катализ 1.1.6.2. Лангмюровская кинетика 1.1.6.3. Торможение продуктами реакции 1.1.6.4. Кинетика на неоднородной поверхности и реакции дробного порядка 1.2. Сведения из теории диффузии и теплопередачи 1.2.1. Подобие процессов диффузии и теплопередачи 1.2.2. Теплопроводность и диффузия в неподвижной среде 1.2.3. Свободная и вынужденная конвекция 1.2.3.1. Ламинарный и турбулентный режим 1.2.4. Коэффициенты переноса 1.2.4.1. Коэффициент турбулентного обмена 1.2.4.2. Коэффициент теплоотдачи 1.2.4.3. Коэффициент массоотдачи (константа скорости диффузии) 1.2.5. Теория подобия 1.2.6. Приведенная пленка 1.2.7. Внешняя и внутренняя задачи 1.2.8. Коэффициент сопротивлений и аналогия Рейнольдса 1.2.9. Уравнения связи между критериями 1.2.10. Продольное обтекание пластины 1.2.11. Конвекция в слое 1.2.12. Псевдоожиженный (кипящий) слой 1.2.13. Дифференциальные уравнения теплопроводности и диффузии 1.2.13.1. Анализ дифференциальных уравнений методом теории подобия 1.2.14. Молекулярные потоки Литература Глава 2. Диффузионная кинетика 2.1. Метод равнодоступной поверхности 2.1.1. Реакция первого порядка и сложение сопротивлений 2.1.2. Молекулярно-кинетическая интерпретация сложения сопротивлений 2.1.3. Диффузионная и кинетическая области 2.2. Примеры протекания химических реакций в диффузионной области 2.2.1. Горение угля 2.2.2. Реакции дробного порядка 2.2.3. Кинетика растворения 2.2.4. Гетерогенный обрыв в цепных реакциях 2.2.5. Реакция на стенках замкнутого сосуда 2.3. Диффузионная кинетика сложных реакций 2.3.1. Случай нескольких диффундирующих веществ 2.3.2. Обратимые реакции 2.3.2.1. Диффузионная теория фотографического проявления 2.3.3. Параллельные и последовательные реакции 2.3.4. Автокаталитические реакции 2.4. Равнодоступная поверхность 2.5. Пористая поверхность 2.6. Реакции в несмешивающихся жидких фазах 2.7. Диффузия через мембраны 2.8. Диффузия через поры 2.9. Образование твердых пленок 2.10. Микрогетерогенные процессы 2.10.1. Внутренняя диффузионная область при произвольной кинетике 2.11. Нестационарная диффузионная кинетика и ее применение в радиационной химии 2.12. Операторный метод в нестационарной диффузионной кинетике 2.12.1. Сводка формул операторного метода 2.12.2. Бесконечное полупространство с нулевым начальным условием 2.12.3. Постоянное граничное условие (диффузионная область) 2.12.4. Экспоненциальное граничное условие 2.12.5. Интегрирование диффузионного потока п