Свое название "термохимический" способ получил благодаря тому, что протекает он при повышенных температурах, а в основе его лежит использование химических свойств алмаза. Осуществляется способ следующим образом: алмаз приводят в контакт с металлом, способным растворять в себе углерод, а для того, чтобы процесс растворения или обработки шел непрерывно, его проводят в атмосфере газа, взаимодействующего с растворенным в металле углеродом, но не реагирующим непосредственно с алмазом. В процессе обработки алмаза величина теплового эффекта имеет особое значение.
Для определения оптимальных условий проведения термохимической обработки алмаза и выявления возможностей способа потребовалось изучить механизмы определенных химических процессов, которые, как показал анализ литературы, вообще не исследовались. Более конкретному изучению термохимической обработки алмаза мешало, прежде всего, недостаточное знание свойств самого алмаза. Опасались испортить его нагревом. Исследования по термической устойчивости алмаза были выполнены лишь в последние десятилетия. Установлено, что алмазы, не содержащие включений, в нейтральной атмосфере или в вакууме можно без всякого для них вреда нагреть до 1850°С и выше.
Алмаз является лучшим материалом для лезвия благодаря уникальной твердости, упругости и низкому трению по биологическим тканям. Оперирование алмазными ножами облегчает проведение операций, сокращает в 2-3 раза сроки заживления разрезов. По мнению микрохирургов МНТК микрохирургии глаза, ножи, заточенные термохимическим способом, не только не уступают, но и превосходят по качеству лучшие зарубежные образцы. Термохимически заточенными ножами уже сделаны тысячи операций. Алмазные ножи разной конфигурации и размеров могут применяться и в других областях медицины, биологии. Так, для изготовления препаратов в электронной микроскопии используют микротомы. Высокая разрешающая способность электронного микроскопа предъявляет особые требования к толщине и качеству среза препаратов. Алмазные микротомы, заточенные термохимическим методом, позволяют изготавливать срезы нужного качества.
Каждое тело в нашем мире имеет определенное количество энергии, постоянно приобретаемой и расходуемой им в результате взаимодействия с окружающей средой. При этом энергия часто переходит в другую форму. Изучением превращений энергии занимается наука термодинамика. Мы познакомились с основными понятиями термодинамики и началами, которым она подчиняется.
В современной жизни человека не обойтись без химии. Одним из разделов этой науки является термохимия, изучающая химические реакции с тепловым эффектом. Зная законы термохимии, мы можем судить о возможности протекания той или иной реакции при определенных условиях, и ее результатах даже не прибегая к практическому опыту. Мы рассмотрели основной закон термохимии и следствия из него.
Знание тепловых эффектов реакций также необходимо для расчетов тепловых балансов технологических процессов. Теплоты сгорания применяют при подборе оптимального топлива, расчетах удельной тяги ракетных двигателей, оценке калорийности продуктов. В практической термодинамике тепловые эффекты реакций используют для расчета температурной зависимости констант равновесия, энтропийных эффектов химических реакций, при исследованиях кислотно-основных взаимодействий. С помощью тепловых эффектов реакций определяют энергии химических связей, рассчитывают термодинамические функции образования молекул и ионов в различных состояниях.
В условиях развития современных технологий теплой эффект нашел свое применение в различных отраслях. Медицина и биотехнология, военная, строительная, пищевая, горнодобывающая и многие другие отрасли используют тепловой эффект химических реакций. Он применяется в двигателях внутреннего сгорания и в различных топочных устройствах, а также в производстве хирургических приборов, жаропрочных покрытий, изготовлении новых видов строительных материалов и так далее.
Мы разносторонне рассмотрели понятие теплового эффекта и его значение для химии, а также некоторые варианты его использования в условиях развития современных технологий.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:
1. Большая Советская Энциклопедия. Электронный вариант.
2. Дикерсон Р., Грей Г., Хейт Дж. Основные законы химии. – М.: Мир, 1982 – Т.1,2.
3. Егоров А.С. Химия. Современный курс. Ростов нв Дону: Феникс. 2011 г. 699с.
4. Еремин В. В., Кузьменко Н. Е., Лунин В. В., Дроздов А. А., Теренин В. И. Химия 11 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений / под ред. Н. Е. Кузьменко, В. В. Лунина. – М.: Дрофа, 2010. – 462,[2]с
5. Еремин Е.Н. Основы химической термодинамики. Изд. 2-ое. 1978. - 392 с
6. Кузьменко Н.Е., Еремин В. В., Попков В.А. Химия для поступающих в ВУЗы. М.: МГУ. 2008 г.
7. Леенсон И. А. Химические реакции: Тепловой эффект, равновесие, скорость. - М.: ООО "Издательство Астрель", 2002.
8. Материалы с сайта http://chemistry.ru
9. Материалы с сайта http://www.hemi.nsu.ru/ucheb211.htm
10. Материалы с сайта http://www.quick-remont.ru/index.php?p=9&pp=291.
11. Перегудов В.В., Роговой М.И. Тепловые процессы и установки в технологии строительных изделий и деталей.– М.:Стройиздат,1983.-416с.
12. Третьяков Ю.Д. Неорганическая химия: физико-химические основы неорганической химии. – М..: Академия, 2004
13. Мануйлов А. В., Родионов В. И. Основы химии. Электронный учебник.
14. Энциклопедия для детей, т.17. Химия. – М: Аванта+, 2003
[1] http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/tehnologiya_i_promyshlennost/TERMODINAMIKA.html Данные соответствуют 27.03.2011
[2] В. В. Еремин, Н. Е. Кузьменко, В. В. Лунин, А. А. Дроздов, В. И. Теренин Химия 11 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений / под ред. Н. Е. Кузьменко, В. В. Лунина. – М.: Дрофа, 2010. – 462,[2]с. – стр. 229.
[3] Рудольф Юлиус Эммануель Клаузиус (1822 — 1888) — немецкий физик и математик.
[4] Уильям Томсон, лорд Кельвин (1824 – 1907) – великий английский физик.
[5] В. В. Еремин, Н. Е. Кузьменко, В. В. Лунин, А. А. Дроздов, В. И. Теренин Химия 11 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений / под ред. Н. Е. Кузьменко, В. В. Лунина. – М.: Дрофа, 2010. – 462,[2]с. – стр. 241.
[6] Бертло (Бертело) - французский химик и общественный деятель.
Профессор химии Высшей фармацевтической школы в Париже (1859 г.) и Коллеж де Франс (1864 г.), член Парижской АН (1873 г.) и её непременный секретарь (1889 г.), член-корреспондент Петербургской АН (1876 г.). Министр просвещения (1886-87 гг.) и иностранных дел (1895 г.). Автор многочисленных работ по органической химии, термохимии, агрохимии, истории химии и др.
[7] http://www.alhimik.ru/great/berthelot.html, данные соответствуют 08. 04.2011
[8] http://www.chemistry.ssu.samara.ru/chem1/P6_13.htm, данные соответствуют 14.04.11
[9] http://www.xiron.ru/content/view/23194/28/, данные соответствуют 14.04.11
[10] [10] В. В. Еремин, Н. Е. Кузьменко, В. В. Лунин, А. А. Дроздов, В. И. Теренин . Указ. Пособие – стр. 230-231
[11] http://dic.academic.ru/dic.nsf/ntes/4783/ТЕРМОХИМИЯ, данные соответствуют 14.04.11
[12] Русский химик Герман Иванович (Герман Генрих) Гесс (1802 – 1850 гг.) – известен как основатель термохимии, им сформулирован основной закон термохимии – «закон постоянства сумм теплот».
[13] festival.1september.ru/articles/565598/pril1.ppt, данные соответствуют 14.04.11
[14] Антуан Лоран Лавуазье (1743 - 1794), французский химик, один из основателей термохимии. Он первым пришел к выводу, что теплота разложения соединения равна теплоте его образования и определил теплоты горения ряда веществ.
[15] http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/Phys/physchem_13.htm, данные соответствуют 08.04.2011
[16] В. В. Еремин, Н. Е. Кузьменко, В. В. Лунин, А. А. Дроздов, В. И. Теренин Химия 11 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений / под ред. Н. Е. Кузьменко, В. В. Лунина. – М.: Дрофа, 2010. – 462,[2]с. – стр. 232.
[17] http://bse.sci-lib.com/article058017.html, данные соответствуют 20.04.11
[18] http://www.distedu.ru/edu5/lab_3_2, данные соответствуют 20.04.11
[19] http://zhurnal.lib.ru/l/lepetow_d_w/chemistry.shtml, данные соответствуют 13.04.2011