Appunti e esercizi del corso Ironmaking and steelmaking

Name: Appunti e esercizi del corso Ironmaking and steelmaking
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Author: manuelaci

Revisionato il 11/07/2026

di manuelaci

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Appunti e esercizi del corso di Ironmaking and Steelmaking tenuto dal professore Dabalà. Gli appunti sono costituti dalle spiegazioni fatte a lezione dal prof durante il corso, integrati …

Esame Ironmaking and steelmaking

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. Dabalà Manuele

Università Università degli Studi di Padova

A.A. 2020-2021

150 pagine

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Appunti esame

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Formulario e concetti base termodinamica

Lezione 1 - Reazioni

Funzioni di stato

Funzioni di stato: ΔE, ΔH, ΔS

Energia

Entalpia

Entropia

H_o = E + PV

L'entalpia di una sostanza è la quantità di calore che un sistema può scambiare con l'ambiente.

ΔH = q_p se P = cost.

q_p → calore assorbito dal sistema

C_P = (dq_p/_P) = (dH/_P)

Di fatto per ogni sostanza C_P ≠ g(T). Ad una stessa T, C_P è un numero.

Principio termodinamica

1^o Principio Termodinamica → ΔE = q - W

Variazione di energia interna
Calore assorbito
Lavoro fatto dal sistema

2^o Principio Termodinamica → ΔS = q_rev/T

Variazione di calore di un processo reversibile
Processi spontanei → Processi irreversibili
Processi lenti → Processi reversibili

= EQ. = Sistema chimico chiuso

G = H - TS

ΔG = 0, P, T = cost. ⇒ EQULIBRIO, PROCESSO O SIST. CHIUSO

ΔS < 0 P, T = cost. ⇒ PROCESSO IRREVERSIBILE = SPONTANEO

G_i = G^o_i + RT ln a_i

Energia libera di una specie in stato standard

Attività della specie

Con a_i = f_i/f^o_i, f^o_i = 1

Fugacità specie in stato standard

Gas Ideale → a_i = p_i/p^o_i ⇒ a_i = p_i

Reazione chimica → aA + bB = rL + mM

Formulario e concetti base termodinamica

Lezione 1 - Reazioni

Funzioni di stato

ΔE → Energia interna

ΔH → Entalpia

ΔS → Entropia

H_o = E + PV

ΔH → calore assorbito dal sistema

C_P = (dg/RT)_P(dS/dT)

1^o Principio Termodinamica → ΔE = Q - W

2^o Principio Termodinamica → ΔS = S_assorbito + S_prodotto

G = H - TS

ΔG = 0 P, T = const. → Equilibrio, processo o sist. chiuso.

ΔS < 0 P, T = cost. → Processo irreversibile = spontaneo

G_i = G_i^o + RT ln a_i

a_i = f_i/f_io = 1

Gas Ideale → f_i = p_i

Reazione chimica → gA + hB → lL + mM

K = p_Lp_M/p_Ap_B

K = a_La_M/a_Aa_B

⊖_f= G_f+ RT Pm (a_L^e a_M^m) (a_B^b a_A^a)

Variazione di energia libera

Variazione di energia libera in una reazione

Variazione di energia libera in stato standard T, P = 1 atm

┌ (g_L^e+⁰ - (aG_A + bG_B)

┐Equilibrio chimico reazione aA + bB = mN + rL

⊖= 0⊖= 0 = ⊖ + RT Pm (a_e^L a_m^M) (a_b^B a_a^A)

eq⊖= - RT Pm (a_e^L a_m^M) Qeq = K

Reazione chimica di formazione di ossido

Reazione zincorettimento 2x M⁰ + O₂^(g) → oss.2 M^xO_y

⊖= ⊖ + RT Pm Qeq⊖= (eg_L + mg_N - (ag_A + bg_B)

Variazione di energia per la formazione di 1 ossido ⊖⁰ = ⊖_f+ A ⁰⊖f = A + BT

Equazione del viriale con a_i, b_B coefficienti

1 = a_i* y2/y

Stato standard

Quindi _p = RT ln_P = 1-A + BT

Diagramma di Ellingham

Schema e l'equazione dei ossi, in particolare _P vs T.

_G⁰ = B-O = aumenta (diventa meno positivo), e ossidostabile.

Quasi per la goniunità della cur, oss, B = 0 quindi se Tse aumenta 2_P, e ossido più, quindi se P > ossido menostabile.

T = P_tSe _G > 0 meno2CO₂ + 2C_st = Ma, e di ossido curve e rotazione in ell

Standard non standard abbiamo: RT ln P_o - P_o

ROTATA IN diminuisce, _Q, per P_O abiamo un punto fisso.

A cose altre serve il diagramma di ell_p _Pl'ossidocurve

Si può anche ricavare ⇒ CO necessario per ridurre FeO.

Si può ricavare ⇒ H necessario per ridurre FeO.

NB. Come sappiamo RT Pm PO2 = 4O2 , quando ossigeno è gas. Ma all'equilibrio il potenziale di ossigeno resta uguale anche per ossigeno in fase diversa negli altri reagenti.

Lezione 2 → Soluzioni

Attività di una specie ai è una concentrazione e ci dice quanto di specie partecipa alla reazione.

Soluzione è l'insieme di solvente e soluti, che possono essere liquidi, gas o solidi. Si disperdono di un composto che ha una composizione precisa.

Soluzione ideale ⇒ Abbiamo solvente e soluto campi. Miscibili.

Cerchiamo in diversi casi la relazione tra ai e xi : Soluzione ideale

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