Hmotnostní bilance v mechanice

Choose a study mode

Play Quiz
Study Flashcards
Spaced Repetition
Chat to Lesson

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

Jaký je význam hustoty v souvislosti s hmotností směsi?

  • Hustota ovlivňuje pouze rychlost chemických reakcí.
  • Hustota je synonymem pro koncentraci. (correct)
  • Hustota určuje objemovou rozloženost složek.
  • Hustota je konstantní v celém objemu směsi.

Jaké mechanizmy přenosu hmotnosti byly uvedeny?

  • Mikroskopický tok a druhotné difúze.
  • Konvekce a chemické reakce.
  • Sublimace a konvekce.
  • Difúze a turbulentní přenos. (correct)

Co charakterizuje lokální konvektivní tok složky k?

  • Je vždy stejný jako průměrná rychlost směsi.
  • Může se lišit velikostí a směrem od celkové konvekce. (correct)
  • Je nezávislý na rychlosti směsi.
  • Závisí pouze na prostoru, kde se nachází.

Jaký je vztah mezi chemickými reakcemi a bilancí hmotnosti?

<p>Chemické reakce mohou měnit množství hmoty v systému. (A)</p> Signup and view all the answers

Jaké je použití stechiometrických koeficientů v souvislosti s hmotnostní bilancí?

<p>Umožňují výpočet produkce jednotlivých složek. (B)</p> Signup and view all the answers

Jak se definuje hmotnostní zlomek?

<p>Jako poměr hmotnosti složky k celkové hmotnosti směsi. (C)</p> Signup and view all the answers

Jaké jsou podmínky pro difúzi hmoty?

<p>Musi existovat hustotní gradient. (A)</p> Signup and view all the answers

Jak se chovají částice v izotropní homogenní směsi bez vnějšího silového působení?

<p>Probíhá v ní koncentrační difúze. (D)</p> Signup and view all the answers

Jaký je význam pojmu efektivní difúzní koeficient v kontextu difúze?

<p>Představuje schopnost látky pronikat do jiných látek. (A)</p> Signup and view all the answers

Jaký vztah je uveden pro jednosměrnou difúzi v kontextu koncentrace?

<p>Koncentrace se mění podle prvního Fickova zákona. (A)</p> Signup and view all the answers

Jaké jsou předpoklady pro bilanci A až D?

<p>Nesmí zahrnovat první a poslední člen. (B)</p> Signup and view all the answers

Co je podmínkou pro konvektivní přenos hmotnosti?

<p>Musí existovat vztah mezi povrchovým tokem a okolní koncentrací. (D)</p> Signup and view all the answers

Jaký je základní princip molekulárního přenosu hmotnosti?

<p>Probíhá pouze díky difúzním pohybům složek. (B)</p> Signup and view all the answers

Který z uvedených příkladů představuje neustálený proces?

<p>Difúze z konstantního zdroje. (D)</p> Signup and view all the answers

Jaké jsou klíčové proměnné v rovnici pro jednosměrnou difúzi?

<p>Soustředění a vzdálenost. (B)</p> Signup and view all the answers

Jaké metody se obvykle používají pro řešení neanalytických problémů v difuzi?

<p>Numerické metody. (D)</p> Signup and view all the answers

Jaký je vztah mezi difúzními toky a hnacími silami v systému ?

<p>Difúzní toky jsou přímo ovlivněny hnacími silami. (A)</p> Signup and view all the answers

Co platí pro parciální specifický objem k-té složky v nestlačitelné směsi?

<p>Je stejný jako specifický objem směsi. (D)</p> Signup and view all the answers

Jaký typ okrajové podmínky je nejčastěji používaný na povrchu tělesa?

<p>Koncentrace je konstantní. (B)</p> Signup and view all the answers

Jaké jsou počáteční podmínky pro koncentrační pole při t = 0?

<p>Wk = wk,0 (x, y, z, 0). (B)</p> Signup and view all the answers

Jaký je počet okrajových podmínek pro jednosměrnou úlohu?

<ol start="2"> <li>(D)</li> </ol> Signup and view all the answers

Jaký je nejčastější typ úlohy týkající se difúze?

<p>Nulová konvekce. (C)</p> Signup and view all the answers

Co se děje, když je směs reaktivní podle dosavadních odvozeních?

<p>Vyjadřování koncentrace se nemění. (D)</p> Signup and view all the answers

Jakou roli hraje konvekce v bilanci hmotnosti?

<p>Zvyšuje komplexnost úlohy. (D)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Bilance hmotnosti

Rovnice kontinuity popisující zachování hmotnosti v systému, bere v úvahu konvekci a chemické reakce.

Konvekce

Přenos hmotnosti v systému spojený s pohybem samotné směsi.

Difúzní tok

Tok hmotnosti uvnitř systému, který není způsoben pohybem celku, ale jinými silami.

Chemická reakce

Proces, který mění složení systému a ovlivňuje hmotnost jednotlivých složek.

Signup and view all the flashcards

Molární koncentrace

Počet molů látky na objem.

Signup and view all the flashcards

Hmotnostní zlomek

Poměr hmotnosti složky ke hmotnosti celé směsi.

Signup and view all the flashcards

Barycentrická rychlost

Rychlost centra hmotnosti systému.

Signup and view all the flashcards

Difúze

Molekulový přenos hmoty způsobený gradienty.

Signup and view all the flashcards

Molární rychlost

Množství látky, která projde určitým průřezovým profilem za jednotku času.

Signup and view all the flashcards

Řešení (difúze)

Vyjádření vztahu mezi difúzními toky a hnacími silami.

Signup and view all the flashcards

Fickův zákon (zobecněný)

Zobecněná rovnice pro přenos hmotnosti v binární směsi, kde hustota, rychlost a koncentrace nejsou konstantní.

Signup and view all the flashcards

Nestlačitelná směs

Směs, jejíž objem se nemění s tlakem nebo teplotou.

Signup and view all the flashcards

Počáteční podmínka (difúze)

Informace o koncentračním poli ve směsi v počátečním čase.

Signup and view all the flashcards

Stacionární koncentrační pole

Koncentrace v směsi se nemění s časem.

Signup and view all the flashcards

Okrajové podmínky (difúze)

Hodnoty koncentrace na hranicích systému (např. povrch), které jsou nutné pro řešení difúzních rovnic.

Signup and view all the flashcards

Molekulární přenos

Přenos hmotnosti bez vlivu konvekce, pouze difúzní pohyb složek směsi

Signup and view all the flashcards

Konvektivní přenos

Přenos hmotnosti spojený s pohybem celé směsi

Signup and view all the flashcards

Difúzní koeficient (D)

Míra rychlosti difúze, udává, jak rychle se látka šíří v daném prostředí

Signup and view all the flashcards

Efektivní difúzní koeficient (Def)

Upravený difúzní koeficient zohledňující vliv chemické reakce

Signup and view all the flashcards

Okamžitá lokální rovnováha

Předpoklad, že chemická reakce probíhá tak rychle, že je neustále v rovnováze

Signup and view all the flashcards

Jednosměrná difúze

Difúze probíhající jedním směrem, například z oblasti s vysokou koncentrací do oblasti s nízkou koncentrací

Signup and view all the flashcards

Neustálený difúzní proces

Difúze, u které se koncentrace látky v čase mění

Signup and view all the flashcards

Study Notes

Sdílení hmotnosti

  • Základní rovnice (bilance): rovnice kontinuity (RK)
  • др/Ət + div pv = 0 - zachycuje bilanci hmotnosti
  • Tato bilance nezahrnuje chemické reakce s přeměnou hmotnosti v systému
  • Uvažujme systém s konstantním objemem, povrchem a několika složkami a reakcemi (n složek, r reakcí)
  • Každé parciální kontinuum (složka směsi) zaujímá celý objem a má hmotnost (mk)
  • Hustota (potom) p = ∑mₖ/V je reprezentována součtem koncentrací jednotlivých složek
  • Přírůstek hmotnosti složky k v objemu: dmₖ = d(pₖdV) /dt = -[pₖ v ∂V/∂t + ∑ ∂(Ukᵢⱼ)∂V/∂t]
  • Konvekce přes plochu: ∑(Ukᵢⱼ) = produkce k-té složky v jednotkovém objemu j-tou reakcí
  • Stechiometrické koeficienty pro složku k
  • Součet pro celé kontinuum: ΣΣ = 0 (chem. reakce)

Lokální hmotnostní konvektivní tok

  • Tok složky k vzhledem k pevné souřadné soustavě (E)

Difúzní rychlost

  • Pohyby uvnitř systému: toky hmotnosti popsané v souřadnicích pohybujícími se rychlostí těžiště (difúzní toky)
  • div ∑ PkVk = div jk + div prvk

Mechanismy přenosu hmotnosti

  • Difúze: molekulární přenos (podmínkou je gradient)
  • Konvekce: objemový tok (pohyb směsi jako celku) – probíhá v rychlostním poli (nucená a přirozená)
  • Turbulentní přenos

Hmotnostní zlomek

  • Definice Wk = pₖ/ρ
  • Bilance DWₖ/Dt = -div(jk) + ∑ Ukᵢⱼ
  • Řešení zahrnuje difúzní toky a bilance

Fickův zákon

  • Izotropní homogenní směs bez vnějších sil, bez konvekce i reakce: jk = Dk grad wk - Dk grad T - Dk grad p
  • Ck-objemový podíl; Ck = Pk/ρ
  • ck-molární koncentrace; ck = Pk/Mk
  • xk - molární zlomek

Další bilance a okrajové podmínky

  • p = ρ, a pro nestlačitelnou směs, ∂p/∂t = 0
  • Bilance hmotnosti: rovnice kontinuity (RK)
  • Počáteční a okrajové podmínky, typicky pro stacionární a ustálené procesy

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Quiz Team

Related Documents

Sdílení hmotnosti PDF

More Like This

Milk Mass and Volume Balance Equation Quiz
18 questions

Milk Mass and Volume Balance Equation Quiz

ClearMusicalSaw avatar
ClearMusicalSaw
Chemical Reactions and Mass Balance
5 questions

Chemical Reactions and Mass Balance

ColorfulCantor avatar
ColorfulCantor
Balance de Masa en Ingeniería
10 questions

Balance de Masa en Ingeniería

InfluentialNobility avatar
InfluentialNobility
Unidad 1: Balance de Masa
22 questions

Unidad 1: Balance de Masa

PalatialSasquatch avatar
PalatialSasquatch
Use Quizgecko on...
Browser
Open
Browser
Browser