Zgodnie z zasadą najlepszego wykorzystania energii, w reaktorze oznaczonym cyfrą 1 powinna zachodzić reakcja opisana równaniem
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Reakcja '2C + O2 ↔ 2CO ΔH = -110 kJ' jest poprawna, ponieważ jest to reakcja egzotermiczna, co oznacza, że wydziela energię w postaci ciepła. W kontekście przemysłowym, reakcje egzotermiczne są często preferowane, ponieważ mogą zwiększać efektywność energetyczną systemu. Dla przykładu, procesy takie jak piroliza węgla, które generują tlenek węgla jako produkt pośredni, są kluczowe w wielu zastosowaniach, np. w produkcji stali. W tej reakcji, reagenty (węgiel i tlen) reagują w sposób, który prowadzi do uwolnienia ciepła, co może być wykorzystane w dalszych procesach przetwarzania materiałów. Zgodnie z zasadami termodynamiki, wybierając reakcje o ujemnym entalpii (ΔH < 0), minimalizuje się zużycie energii, co jest zgodne z zasadą najlepszego wykorzystania energii w przemyśle. Dlatego też, w kontekście zastosowań przemysłowych, wybór tej reakcji jest kluczowy dla efektywności energetycznej.
Reakcje, które są endotermiczne, takie jak 'CH4 + H2O ↔ CO + 3H2 ΔH = +206 kJ', 'C + CO2 ↔ 2CO ΔH = +176 kJ' oraz 'C + H2O ↔ CO + H2 ΔH = +133 kJ', są nieodpowiednie w kontekście zasady najlepszego wykorzystania energii. Te reakcje, charakteryzujące się dodatnim ΔH, pochłaniają ciepło, co oznacza, że wymagają dostarczenia energii z zewnątrz, co zwiększa koszty operacyjne i zmniejsza efektywność energetyczną całego systemu. Typowym błędem myślowym jest założenie, że wszystkie reakcje chemiczne mogą być stosowane w kontekście energetycznym bez oceny ich bilansu energetycznego. W przypadku reakcji 'CH4 + H2O ↔ CO + 3H2', niezrozumienie, że wymaga ona dodatniego wkładu energetycznego, może prowadzić do nieefektywnych procesów. Podobnie, reakcje z wysokim ΔH są często mniej preferowane w przemyśle, ponieważ zwiększają potrzebę na surowce oraz energię, co może prowadzić do nieopłacalności całego procesu. Warto także zauważyć, że w kontekście zrównoważonego rozwoju i efektywności energetycznej, wybór reakcji egzotermicznych jest nie tylko bardziej korzystny, ale także zgodny z globalnymi trendami zmniejszania emisji i oszczędności energii.
