ГДЗ по химии, 9 класс, Габриелян, номер 12.12: Соединения галогенов

План решения:

Для обоснования выбора аммиака (NH₃) в качестве хладагента необходимо проанализировать его физические и химические свойства, которые определяют эффективность работы холодильной машины. Ключевыми факторами являются теплота парообразования, температура кипения при нормальном давлении, доступность и стоимость вещества.

Вычисление и анализ свойств:

• Высокая теплота парообразования. При испарении жидкого аммиака поглощается большое количество тепла из окружающей среды (охлаждаемого объекта). Это позволяет достигать значительного охлаждения с минимальным расходом рабочего тела.
• Подходящая температура кипения. Аммиак кипит при температуре -33,4^oC при атмосферном давлении. В промышленных установках давление повышают, чтобы получить нужную температуру испарения (например, для заморозки продуктов требуется диапазон от -20^oC до -40^oC), что достигается легко за счет компрессоров.
• Хорошая теплопроводность. Аммиак обладает высокой теплопроводностью как в жидком, так и в газообразном состоянии, что ускоряет процессы теплообмена в конденсаторах и испарителях.
• Экономическая целесообразность. Аммиак является дешевым продуктом химической промышленности (получается синтезом из азота и водорода: N₂+3H₂rightleftharpoons2NH₃).

Проверка и выводы:

Несмотря на токсичность и резкий запах, которые требуют строгого соблюдения техники безопасности, преимущества аммиака (высокая холодопроизводительность, низкая цена, экологическая безопасность в плане разрушения озонового слоя по сравнению с фреонами) делают его незаменимым в крупных промышленных холодильных установках. Таким образом, использование аммиака обосновано его оптимальным сочетанием термодинамических свойств и экономической выгоды.