Қолданылатын ғылыми пәндер аз математиканың химиядағыдай тиімді болатыны дәлелденді
жүктеу/скачать 23,74 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Қабылдаған
|
Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті СӨЖ Химия және химиялық технология факультеті Тақырыбы: Математикалық модель құрып, химиялық реакцияларға параметрлік талдау жасау Орындаған: Джаксиликова Г Қабылдаған: Маматова Г Қолданылатын ғылыми пәндер аз математиканың химиядағыдай тиімді болатыны дәлелденді. Дәстүр талдаудың сандық әдістерін қолдану және бірлесіп жұмыс жасау жаратылыстану ғылымының осы саласындағы математиктер бірнеше ғасырлар бойы болды. Математикалық әдістер тек ғылыми ғана емес маңызды рөл атқарады химиялық процестерді зерттеу, сонымен қатар химияны зерттеуде мектептер мен университеттердегі пәндер. Математикамен интеграция тек қолданумен шектелмейді есептерді шешуге және онымен амалдарды орындауға арналған математикалық аппарат сандар. Стереометрия барысында қалыптасу да маңызды. жалпы химия бойынша жүзеге асырылатын оқушылардың кеңістіктік ойлауы будандастыру» тақырыбын оқу барысында. Математиканың үш себебі бариәдісте химияның дамуында үлкен рөл атқарды және атқаруда: 1. Бірқатар химиялық процестердің көптеген сандық сипаттамалары мүмкін өлшеуге өте оңай. Зертханада жиі алуға болады химиялық шамалардың сандары мен қатынасы, бойынша математикалық амалдар маңызды нәтижелер береді. Мектеп және университет проблемалық кітаптарында химия және зертханалық жұмыстарда негізгі қызмет түрлерімен байланысты арифметикалық амалдар. 2. Қарапайым математикалық әдістер дәл сол сұрақтарға жауап береді химиктермен бетпе-бет келді. Мысалы, химияның көне сұрағы термодинамика - осы немесе басқа реакция өздігінен жүре ме? Жауап бұл сұраққа өте қарапайым жауап беруге болады – бұл c бағалау жеткілікті математикалық амалдарды қолдану Гиббс энергиясын өзгертеді. 3. Химия практикалық ғылым болып табылады және математиканы қолдану үшін әдістері өте маңызды. Нақты критерий пайда болады - ол жұмыс істеді таңдалған тәсіл немесе жоқ. Үлгілерді тексеру және растау үшін жорамалдар кейбір ғылымдар сияқты ондаған және жүздеген жылдар күтудің қажеті жоқ, немесе басқалар сияқты мыңдаған және он мыңдаған. Химия – эксперименттік ғылым. Барлық зерттеу нәтижелері заттардың құрылымдары мен реакциялары кейіннен эксперименттік түрде сыналуы керек практикалық қолдану бойынша ұсыныстар. Модельдеу қасиеттері және химиялық қосылыстардың реактивтілігі – жиынтықтың құрамдас бөлігі зерттеу стратегиялары. Математикалық қажеттіліктің негізгі себептері модельдеу және модельдік зерттеу дамытудың маңыздылығымен анықталады заттардың құрылымы және болжау шарттары туралы теориялық идеялар химиялық-технологиялық процестердің ағымы. Математикалық модельдердің үш түрі бар (математикалық күрделі химиялық процестердің сипаттамасы) 1. Стохастикалық модельдер туралы ықтималдық идеяларды пайдаланады зерттеу нысанындағы процестер. Бөлу функциялары есептеледі модельдік айнымалылар үшін ықтималдықтар (концентрация, температура химиялық процестер үшін). Бұл модельдер әлі де сирек қолданылады химиялық кинетика, бірақ олар сипаттау үшін пайдалы екенін дәлелдеді және үлкен жүйелердің әрекетін модельдеу (химиялық кешендер, химиялық компаниялар). 2. Тәжірибені сипаттау үшін статистикалық модельдер қолданылады зерттеудің жұмыс объектісі. Кіретін құндылықтар арасындағы байланыс жүйені және одан туындайтын айнымалыларды физикалық пайдаланусыз объектіде болып жатқан процестер туралы химиялық ақпарат (қара түсті қорап). Жүйе әрекетінің математикалық сипаттамасы әдетте болып табылады көпмүше түріндегі теңдеулер. Статистикалық тәуелсіздікті қамтамасыз ету үлгі параметрлері эксперимент дизайнын пайдаланады (мысалы, эксперименттің ортогональды жоспарлары). 3. Детерминирленген модельдер физикалық заңдарға негізделген белгілі бір үлгі құрылымы бар химиялық процестер. Дәл солай модельдер теориялық тұрғыдан негізделген кинетикалық модельдер болып табылады. Мысал 1. Берілген химиялық реакцияның жылдамдығын анықтаңыз. Реакцияны қарастырыңыз: 2 2 2 2 , CO O CO белгісін енгізейік: X= CO, Y= O2, Z= CO2. Содан кейін реакция теңдеуі қайта жазылады: 2 2 . X Y Z Массалық әрекет заңын қолдану , математикалық моделін жазамыз анықтауға арналған теңдеу болып табылатын берілген есеп реакция жылдамдығы Мысал 2. Реакция моделі Никель катализаторында этиленді гидрлеу реакциясын қарастырайық: қайдаСА ,А затының концентрациясы, CB В затының концентрациясы болып табылады. Газ фазасындағы Н2 концентрациясын тұрақты деп санауға болады реакция жылдамдығының константасына кіретін фактор k, демек, in кинетикалық модель, сутегінің концентрациясы жазылмаған. Содан кейін реакция схемасы келесі түрде қайта жазылады: A B .Массалық әрекет заңына (LMA) сәйкес кинетикалық модель, Осы реакция схемасына сәйкес келесі формада болады: Минус белгісі бұл реакцияда А затының жұмсалғанын көрсетеді. Реакция жылдамдығының тұрақтысы k Аррениус заңы бойынша анықталады поненциалды фактор болып табылады; E – активтену энергиясы; R – әмбебап газ тұрақтысы; T - температура. Модельдегі температура параметр ретінде әрекет етеді. Массаның сақталу заңын қолдану, В затының концентрациясы болуы мүмкін формула бойынша есептеңіз Ұқсас модельді теңдеу арқылы құруға болады.В затының концентрациясы: Кез келген бірінші ретті реакция үшін екенін ескеріңіз кинетикалық модель жоғарыда көрсетілген пішінге ие болады. Сондықтан, үшін мұндай реакцияның режимдерін математика тұрғысынан зерттеу реакцияға қандай заттар қатысатыны мүлдем маңызды емес, мысалы, реакция ацетонның ыдырауы Кинетикалық модельді зерттеудің математикалық әдістері бірдей болады және бірдей. Сәйкес кинетикалық модель пішінге ие болады (өзгерту А затының концентрациясы А затының молекуласын тұтыну есебінен болады В затының молекуласымен бірге, сондықтан және теңдеуіне минус таңбасын жазамыз концентрацияларының өнімі): В затының концентрациясының өзгеруін сипаттайтын теңдеу болады дәл осындай көрініске ие. Заттың концентрациясының өзгеруін көрсететін математикалық модель C келесідей болады: Модель С затының А және В заттарынан түзілетінін (қосу белгісі) көрсетеді (осы заттардың концентрацияларының көбейтіндісі Аннотация. Оның математикалық тапсырмаларды шешу әдістері химиялық технология, сипатталған дифференциальными уравнениями. Алынған шешім бірқатар практикалық міндеттерді шешу ретінде аналитикалық және сандық әдісімен. Дифференциалдық теңдеулер бірі болып табылады ең танымал және қуатты құралдарын практикалық міндеттерді шешу. Көптеген жағдайларда математикалық объектінің сипаттамасы химиялық технология түрі бар дифференциалдық теңдеулер, практикалық құндылығы, олардың негізделеді, яғни пайдалана отырып, оларды орнатуға болады арасындағы байланыс негізгі айнымалы процесс. Жасау дифференциалдық теңдеулер білдіреді міндетін, қазіргі уақытта жоқ жалпы әдістерін шешімдер мен дағдылары және осы саладағы алынуы мүмкін ғана оқып-үйрену нәтижесінде нақты процестер. Қарастырайық қолдану дифференциалдық теңдеулер шешу үшін химиялық технология. Химиялық кинетика – ғылым туралы жылдамдықтар мен механизмдері, химиялық реакциялардың. Химиялық реакцияның жылдамдығы көрсетеді, қалай тез өсуде өнімдерінің саны реакциялардың саны кемиді реагенттер. Бұл жылдамдығы, әдетте, ретінде анықталады туынды өнімдерінің концентрациясы уақыт, заңға сәйкес жұмыс істеп тұрған массалар пропорционалды қолданыстағы жұртқа осы. Талдайық көшу процесі заттар ерітіндісі. Болсын Р – қаныққан ерітіндісі, х=х(t) – заттар саны, ауысқан ерітіндісі сәтте t. Заңға сәйкес жұмыс істеп тұрған масс Қосымша теңдеулер жиі туынды жинақталады міндеттері жану теориясы туралы тұтануы және зажигании қозғалмайтын ортада. Математикалық осы міндеттерді шешуге айтарлықтай жеңілдетуге, чекке тиісті безразмерные айнымалылар. Қарастырайық шешім міндеттері туралы разогреве химиялық әсер ететін газдар қоспасы орналасқан, цилиндрическом ыдыста шексіз биіктігін есепке алмай, күйіп. Бұл жағдайда безразмерном түріндегі теңдеу жылу өткізгіштік запишется Өлшемсіз критерий β, көрсеткендей, Д. А. Франк-Каменецкий [2], жану процесінде және тұтану көрсетеді өте әлсіз әсер етеді мінез-құлық жүйесін, сондықтан есептеулерде оны қабылдауға болады тұрақты. Теңдеу (8) шешімі қабылданды сандық әдіспен ақырлы айырмашылық. Алынған температуралық қисық сипаттайды әртүрлі қыздыру режимін жанғыш қоспаны өзгерген кезде параметр δ. жүктеу/скачать 23,74 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|