Iroliz jarayoni natijasida etilen olishning termodinamik kattaliklarini optimallash

1.4. Neftning qovushqoqligi, sig‘imi va elektrik xossasi
Amalda dinamik qovushqoqlik va kinematik qovushqoqlik uchraydi. Ko‘pchilik hollarda kinematik qovushqoqlikdan foydalaniladi. Kinematik qovushqoqlik bir xil va ayni temperaturada suyuqlik dinamik qovushqoqligining uning zichligiga bo‘lgan nisbati bilan ifodalaniladi. Kinematik qovushqoqlikning birligi (g) 1 stoks (st) bilan belgilanadi.
Stoksning SGS dagi o‘lchov birligi sm² /sek SI sestemasida esa, m²/sek. Bu qiymat 10000 marta stoksdan katta, ya’ni 1 st = 1·10¹ m²/ sek. Turli joylardagi neftning kinematik qovushqoqligi 20°С temperaturada keng sohalarda o‘zgaradi, yani 2 dan 300 gacha. Ammo o‘rtacha qovushqoqlik (gga) ko‘pchilik neftlarning 40 – 60 sst ga ayrim hollardagina ortadi. Neftning surkov moylari uchun kinematik qovushqoqlik asosiy fizikaviy – mexanik tavsifnoma bo‘lib hisoblanadi. Qovushqoqlik qiymatiga temperatura kata tasir ko‘rsatadi. Qanchalik temperatura kam bo‘lsa, shunchalik qovushqoqlik kam bo‘ladi. Temperaturaning 50 -100°С diapazon oralig‘ida qovushqoqlik kamo‘zgaradi. Xudi shunday ko‘pchilik neft moylari temperaturaning keng diapezonlarida ishlaydi. Shuning uchun qovushqoqlikning xarakterli temperatura egri chizig‘i ular uchun asosiy ekspluatatsion xarateristikasi bo‘lib xizmat qiladi. Qovushqoqlikni aniqlash turli konstruksiyali viskozimetrlarda amalga oshiriladi[17].
Neft fraksiyalari uchun ularning qaynash temperaturalari va molekulyar og‘irliklari ortib borishi bilan qovushqoqligi ham ortib boradi. Masalan: 20°С da benzinning qovushqoqligi 0,6 sst ga teng bo‘lsa, og‘ir qoldiq yog‘ning qovushqoqligi 300 – 400 sst ga teng bo‘ladi. Ayrim holdagi komponentlaridagi eng yuqori qovushqoqlikka ega bo‘lgani bu smolasimon moddalar: uglevodorodlardan eng kam qovushqoqlikka ega bo‘lganlari bu to‘g‘ri tuzilishga ega bo‘lgan alkanlardir. Tozalangan neft moylari qattiq holdagi parafinlar va smolasimon moddalarni ahamiyatli darajada saqlamaydi. Neftning qovushqoqligi kattaligiga uning tarkibiga kiruvchi gibridlangan va politsiklik uglevodorodlar tutilishi ham ta’sir ko‘rsatadi. Ko‘pchilik tatqiqotchilar turli tuzulishli yuqori molekulyar uglevodorodlrni sintezlab ularning fizikaviy konstantalarini aniqlaydilar, shu jumladan qovushqoqligini ham olingan malumotlardan shunday xulosa qilish mumkinki, ya’ni gibridlangan uglevodorodlarning mavjudligi qovushqoqlikka ta’sir etar ekan: 1) Bir xil konfiguratsiyaga ega naften halqalarning molekuladagi soni qovushqoqlikni oshiradi. 2) Molekuladagi halqalar qanchalik ko‘p bo‘lsa, qovushqoqlik ham shunchalik yuqori bo‘ladi. 3) Bir halqali uglevodorodlar yon zanjirida murakkab parafen uglevodorodlar qanchalik ko‘p bo‘lsa, qovushqoqlik ham shunchalik yuqori bo‘ladi. 4)Yon zanjirning tarmoqlanganligi ham o‘z navbatida qovushqoqlikni oshiradi[18].
Issiqlik sig‘imi. Issiqlik sig‘imi ham issiqlik effekti bilan bir qatorda kimyoviy jarayonlarni harakatlantiruvchi kattalik hisoblanadi. Bir birlik massadan iborat sistemaning temperaturasini bir gradusga oshirish uchun sarf bo‘lgan issiqlik miqdoriga issiqlik sig‘imi deyiladi.
С – solishtirma issiqlik sig‘imi 1 kg yoki 1 g moddani,
С – bir mol moddani,
С_V – turg‘un hajmda bir mol moddaning,
Ср – turg‘un bosimda 1 mol modda temperaturasini bir gradusga isitish uchun talab qilingan issiq miqdori (Joul yoki Kkal).
Isitish jarayoni turg‘un hajmda olib borilganda, termodinamikaning birinchi qonuni asosiy tenglamasiga muvofiq:
Q = dU + PdV, V = const, dv = O bo‘lganda dQ = dU
Demaq sistemaga berilgan issiqlik faqatgina sistemaning ichki energiyasini oshirishga sarf bo‘ladi. Isitish turg‘un bosimda olib borilganda esa issiqlik sistemaning ichki energiyasini oshirishdan tashqari ish bajarishga ham sarf bo‘ladi. Shunga ko‘ra, Cp > Cv bo‘ladi.
Qattiq va suyuq holdagi moddalarda, temperatura o‘zgarishi bilan ularning hajmi kam o‘zgaradi. Shunga ko‘ra, Cv, Cp o‘rtasidagi farq kam bo‘ladi[19].
Qattiq va suyuq holdagi moddalarda, temperatura o‘zgarishi bilan ularning hajmi kam o‘zgaradi. Shunga ko‘ra, Cv, Cp o‘rtasidagi farq kam bo‘ladi. Shunga ko‘ra, moddalarning bu holatlarida, taqribiy hisoblarda Cp, Cv – o‘rtasidagi farqni hisobga olmasa ham bo‘ladi. Lekin moddalarning gaz holatida bu farqni e’tiborga olish kerak.
O‘rtacha va chin issiqlik sig‘imi. O‘rtacha va chin issiqlik sig‘imi temperaturaga bog‘liq bo‘ladi. Qanday bo‘lmasin biror moddani, masalan, 10 dan 11°С gacha yoki 100 dan 101°С gacha istish uchun turli miqdorda issiqlik kerak bo‘ladi. Shunga ko‘ra, chin va o‘rtacha issiqlik sig‘imi tushunchalari kiritilgan[20].
Modda T1 dan T2 gacha isitilganda sarflangan issiqlik miqdorining (Q) temperaturaning o‘zgarishiga nisbati o‘rtacha issiqlik sig‘imi (C) deyiladi. O‘rtacha issiqlik sig‘imi:
(4.1.)
ga teng. (4.2.)
bu yerda m – moddaning massasi; n – mol soni.
Demak Т₁ – T₂ chegarasida issiqlik sig‘imi temperaturaga bog‘liq bo‘lmasdan, o‘rtacha С, Сv, Cp qiymatga ega [21].
Sistemaning temperaturasini cheksiz kam o‘zgartirishi (dT) uchun kerak bo‘ladigan issiqlik miqdorining shu temperatura miqdoriga nisbati chin (haqiqiy) issiqlik sig‘imi (C, Cv, Cp) deyiladi:

va dQ = mCdT; dQv = nCvdT; dQp = nCpdT,
(4.3.)
kelib chiqadi. (3.7.) va (3.8) tenglamarni bir – biriga tenglashtirib, quyidagi tenglama olinadi.[22]

bundan:
(4.4.)
va kelib chiqadi (4.5.) bu tenglamalar o‘rtacha va chin issiqlik sig‘imlari orasidagi bog‘lanishni ifodalaydi. Ulardan foydalanib,T dan С ni va, aksincha С dan T ni hisoblab chiqarish mumkin [23,24].
Suvsiz neft mahsulotlari dielektrlar hisoblanadi. Neft mahsulotlarining nisbiy dielektriklar doimiyligi ikki atrofida tebranadi, bu esa shisha (E = 7), forfor (E = 5 - 7), marmar ( E = 8 - 0) kabi izolyatorlardan 3 – 4 marta kichikdir. Suvsiz toza neft mahsulotlarining elektr o‘tkazuvchanligi deyarli yo‘q. Ularning bu xossasidan amalda keng foydalaniladi. Elektrotexnika sanoatida izolyatorlar sifatida qattiq parafinlardan foydalaniladi. Maxsus neft moylari esa transformatorlarga, kondensatorlarga quyish uchun qo‘llaniladi[25].
Yuqori voltni izoliyatsilovchi moy С – 2200 yuqori bosimga chidamli kabellarning to‘ldiruvchilari sifatida ishlatiladi. Neft mahsulotlarining yuqori dielektrik xossasi uning sifatida stratik elektr energiyasining to‘planuvchanlik qobiliyatini nomoyon yetadi. Ularning razryadlanishi uchqun chiqishiga sababchi bo‘lishi mumkin. Bu esa neft mahsulotlarining yonishiga va portlashiga olib keladi. Statik elektr energiyasining hosil bo‘lishi har bir qator sabablardan kelib chiqishi mumkin. Masalan, neft mahsulotlari sanalgan erituvchilarda ipak va jun to‘qimalaridan yasalgan buyumlarni chayqash ularda elektrlanishni vujudga keltiradi. Buyumni erituvchidan chiqarish vaqtida uchqun paydo bo‘ladi. Statik elektr to‘planishiga qarshi kurashning ishonchli usullaridan biri bu apparatlar, nasoslar, turba o‘tkazgichlar va shunga o‘xshashlarga metall qismlarining yerga sim orqali ulanishidir[26].
Neft mahsulotlarining fizikaviy konstaktalari faqatgina yuqorida ko‘rib o‘tilgan konstaktalar bo‘lmasdan boshqa konstaktalari, jumladan, rangi, hidi, optik xossasi, molekulalarning harakati va boshqa xossalari ularni o‘rganishda muhim ahamiyatga egadir
Zarraning potensial maydondagi harakatini qarab chiqamiz. Zarralar chapdan tushadi va x=0 nuqtada qaytadi. 1- sohada to’lqin tushayotgan va qaytayotgan yassi to’lqinlar superpozitsiyasidan iborat bo‘ladi[27,28].
(5.1.)
2-sohada unga harakatlanayotgan zarralar uchun (5.2.)
Korpuskulyar nazariyadan foydalanib, qaytish va o’tish koeffitsiyentlarni kiritamiz. Qaytish koeffitsiyenti uchun
(5.3.) , o’tish koeffitsiyenti uchun
(5.4.).
R+D=1 (5.5.) ifodalarni olamiz. Tunnel effekti kvant xodisadir. Bu effekt orqali elektronning metallardan sovuq chiqishi, fotoeffekt, alfa yemirilish va boshqa hodisalar tushuntiriladi[29,30].
Garmonik ossilyator deb bir erkinlik darajasiga ega bo‘lgan va potensial energiyasi
(5.6.)
ga teng bo‘lgan zarraga aytiladi. Garmonik ossilyatorga muvozanat atrofida tebranayotgan atomlar, molekulalar misol bo‘ladi.
Bu xolatda SHT quyidagicha bo‘ladi:
(5.7.)
Bu tenglamani soddalashtirish uchun (5.8.)
o’lchamsiz kattalikka o’tamiz va (5.9.) tenglamani olamiz. (5.10.)
almashtirish bajarib, tenglamani olamizki, buning yechimi (5.11.) ko’rinishdagi Chebishev-Ermit polinomi bo‘ladi [31,32]. Garmonik ossilyatorning xususiy kiymati sifatida

ifodani olamiz. Garmonik ossilyatorning XF si
(5.12.)
ko’rinishda bo‘lib, A normalash shartidan topiladi. Energetik sathlar orasidagi masofa bir xil bo‘lib, holatlar aynimagan bo‘ladi[33,34,35].