Решение:

Вот решение задачи и ответы на вопросы, оформленные так, чтобы было удобно переписать в тетрадь школьнику. Уравнение материального баланса РИВ: Выберите один ответ: 1. \(C_{A_i}V_0 - C_{A_i}V_0 - V_p W_A = 0\) 2. \(C_A V_0 - (C_A + dC_A)V_0 - dV_p W_A = 0\) 3. \(V_p W_A d\tau = d(C_A V_p)\) 4. \(C_{A_0}V_0 - C_A V - V_p W_A = 0\) Правильный ответ: 4. \(C_{A_0}V_0 - C_A V - V_p W_A = 0\) Объяснение: Уравнение материального баланса для реактора идеального вытеснения (РИВ) в общем виде выражает закон сохранения массы для компонента A. Оно гласит, что скорость изменения количества вещества компонента A в системе равна разности между скоростью поступления компонента A в систему, скоростью вывода компонента A из системы и скоростью расходования (или образования) компонента A в результате химической реакции. Для стационарного режима работы РИВ (когда параметры не меняются со временем) и при отсутствии изменения объема реакционной смеси, уравнение материального баланса можно записать как: \[ \text{Вход} - \text{Выход} - \text{Расход (или образование)} = 0 \] В данном случае: * \(C_{A_0}V_0\) - это количество компонента A, поступающее в реактор за единицу времени (вход). Здесь \(C_{A_0}\) - начальная концентрация компонента A, а \(V_0\) - объемный расход. * \(C_A V\) - это количество компонента A, выходящее из реактора за единицу времени (выход). Здесь \(C_A\) - конечная концентрация компонента A, а \(V\) - объемный расход. В стационарном режиме для РИВ обычно \(V = V_0\), но в общем виде можно оставить \(V\). * \(V_p W_A\) - это скорость расходования компонента A в результате реакции в объеме реактора. Здесь \(V_p\) - объем реактора, а \(W_A\) - скорость реакции по компоненту A. Таким образом, уравнение материального баланса для РИВ будет выглядеть как: \[ C_{A_0}V_0 - C_A V - V_p W_A = 0 \] Это соответствует варианту ответа 4. Краткое пояснение для тетради: Уравнение материального баланса для реактора идеального вытеснения (РИВ) выражает закон сохранения массы. Оно учитывает, сколько вещества поступает в реактор, сколько выходит и сколько расходуется (или образуется) в ходе реакции. Формула: \[ \text{Вход} - \text{Выход} - \text{Расход в реакции} = 0 \] В нашем случае: * Вход: \(C_{A_0}V_0\) (начальная концентрация умножить на объемный расход) * Выход: \(C_A V\) (конечная концентрация умножить на объемный расход) * Расход в реакции: \(V_p W_A\) (объем реактора умножить на скорость реакции) Подставляя эти значения, получаем: \[ C_{A_0}V_0 - C_A V - V_p W_A = 0 \] Это соответствует варианту ответа 4.