Highly nonlinear transport phenomena in presence of chemical reactions

• Autorzy: Sieniutycz S.

Warianty tytułu

PL

Silnie nieliniowe procesy transportu w obecności reakcji chemicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

We investigate nonlinear thermal transport processes in presence of chemical or electrochemical reactions, where transport processes are treated as peculiar chemical reactions described by their appropriate affinities. The processes considered are nonequilibrium reaction-diffusion systems described by equations with exponential terms with respect to chemical potentials of Planck and temperature reciprocal. Affinity picture . new for transport phenomena . and the traditional Onsagerian picture are shown to be two equivalent representations for kinetics of chemical reactions and transfer processes. In fact, the affinity picture is a particular representation of kinetics with the diagonal conductance matrix. Examples show the applicability of the theory for nonlinear reaction-diffusion and electrochemical systems.

PL

Badamy nieliniowe termiczne procesy transportowe w obecności reakcji chemicznych lub elektrochemicznych, gdzie procesy transportowe są traktowane jako swoiste reakcje chemiczne opisane przez odpowiednie powinowactwa. Rozważane procesy to nierównowagowe systemy reakcyjno-dyfuzyjne opisane przez równania z członami ekspotencjalnymi ze względu na potencjały chemiczne Plancka i odwrotność temperatury. Wykazujemy, że opis oparty na powinowactwach . nowy dla zjawisk transportowych . i opis Onsagerowski stanowią dwie równoważne reprezentacje kinetyki reakcji chemicznych i procesów przenoszenia. Okazuje się, że opis oparty na powinowactwach jest szczególną reprezentacją kinetyki z diagonalną macierzą przewodności. Przykłady pokazują zastosowania teorii w nieliniowych układach reakcja-dyfuzja i układach elektrochemicznych.

Słowa kluczowe

PL

opis Onsagerowski; Planck; proces przenoszenia; reakcja chemiczna; transport

• Wydawca: Komitet Inżynierii Chemicznej i Procesowej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Inżynieria Chemiczna i Procesowa
• Rocznik: 2004
• Tom: T. 25, z. 3/4
• Strony: 2001--2009
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz.

Twórcy

autor

Sieniutycz S.

• Faculty of Chemical Engineering, Warsaw University of Technology, ul. Waryńskiego 1, 00-645 Warszawa

Bibliografia

• [1] Lengyel S., Gyarmati i., Constitutive equations and reciprocity relations of nonideal homogene¬ous closed chemical systems, Acta Chem. Hung., 1986, 122, 7.
• [2] Lengyel S., Deduction of the Guldberg-Waage mass action law from Gyarmai's governing princi¬ple of dissipative processes, J. Chem. Phys., 1988, 88, 1617.
• [3] Keizer J., Statistical Thermodynamics of Nonequilibrium Processes, pp., 20-25, 1987, Springer, New York.
• [4] Olah K., The way to thermokinetics, ACH-Models in Chemistry, 1997, 134, 343.
• [5] Olah K,. Electrode thermokinetics, Periodica Polytechnica Chem.Eng., 1997, 41, 97.
• [6] Olah K., Reciprocity relations: Maxwell, Onsager. A thermokinetic approach, Periodica Polytech¬nica Chem. Eng., 1998,42,21.
• [7] Sieniutycz S, Nonlinear kinetics and thermoenergetics in multiphase systems with electrochemical phenomena, Inzynieria i Aparatura Chemiczna, 2003, 5s, 224.
• [8] Sieniutycz S., Models of nonlinear thermokinetics in mass transfer, Inz Chem. Proa, 2004, 25, 3.
• [9] sieniutycz S, Nonlinear macrokinetics of heat & mass transfer and chemical or electrochemical reactions, Intern. J. Heat and Mass Transfer, 2004, 47, 515.
• [10] de Vos A., Endoreversible Thermodynamics of Solar Energy Conversion, pp. 29-51, 1992, Clarendon Press, Oxford.
• [11] GlasstoneS.,LeidlerK., EyringH., The Theory of Rate Processes, pp. 1-50, 1941, McGraw-Hill, New York.
• [12] Guldberg CM., Waage P., Etudes Sur Les Affinites Chimiques, 1867, Brogger and Christie, Christiana.
• [13] gorban A.N., Karlin I.V., Zinovyev A.Yu, Invariant grids for reaction kinetics, Physica A, 2004, 333, 106. *
• [14] PrigogineI., Thermodynamics of Irreversible Processes, pp. 10-60, 1959, Interscience, New York.
• [15] Sieniutycz S., Conservation Laws in Variational Thermo-Hydrodynamics, pp. 44-58, 1994, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht.
• [16] Sieniutycz S., Variational thermomechanical processes and chemical reactions in distributed systems, Int. J. Heat Mass Transfer, 1997, 40, 3467.
• [17] sieniutycz S., From a least action principle to mass action law and extended affinity, Chem. Eng. Sci. 1987, 42 2697. ,
• [18] Grabert H., Hanggi P., Oppenheim, I., Fluctuations in reversible chemical reactions, Physica, 1983, 117A, 300.
• [19] Bockris J.O'M., Drazic D.M., Electrochemical Science, pp. 96-103, 1972, Taylor & Francis, London.
• [20] Onsager L., Reciprocal relations in irreversible processes, I. Phys. Rev., 1931, 37, 405; II. Phys. Rev., 1931,38,2265.
• [21] Olek W., Perre P., Weres J., Computer-aided identification of bound water diffusion coefficients in wood, Materialy X Symposjum Suszarnictwa, Lodz, 17-19 IX, 2003, str. 769-777.