Источник тепла за счет химических реакций

Интенсивность изменения количества тепла в процессе протекания m-ой химической реакции определяется скоростью реакции ( для гомогенной и для гетерогенной химической реакции) и изменением энтальпии в ходе этой реакции (DH_m, Дж/моль):

, Дж/(м³×с) или Дж/(м²×с) (4.15)

Если изменение энтальпии отрицательная величина (DH_m< 0), то тепло выделяется в зону идеального смешения (q_m>0) и электролит будет нагреваться, а если DH_m>0, то поглощается. Величина DH_m представляет собой разницу энтальпий (DH_i,m) продуктов реакции и исходных веществ, что можно записать с помощью следующего уравнения:

, (4.16)

где - стехиометрический коэффициент реактанта, > 0 для продуктов реакции и < 0 для исходных веществ, k_m - количество реактантов m-ой химической реакции.

Если в системе протекает несколько (М) химических реакций, то локальное изменение количества тепла будет рассчитываться как сумма изменения энтальпии в ходе всех реакций:

, Дж/(м³×с) или Дж/(м²×с) (4.17)

Изменение количества тепла за счет протекания химических реакций во всей зоне идеального смешения (электролизере), в общем случае определяется как интеграл по объему (V) зоны идеального смешения в случае гомогенных химических реакций или по всей реакционной поверхности (S) в случае гетерогенной химической реакции:

, Дж/с (4.18)

Если химические реакции протекают с постоянной скоростью во всем реакционном объеме или по всей поверхности, то

Дж/с (4.19)