Фазовые равновесия линии

На рис. V. 48 приведены примеры обычных диаграмм фазового равновесия в системах, содержащих один и два бинарных азеотропа с минимумом температуры кипения и максимумом давления. На их проекциях хорошо видны лощины и хребты (штриховые линии), порождаемые на поверхностях температур кипения или давления бинарными азеотропами. При этом хребет на поверхности давлений соответствует впадине на поверхности температур кипения и, наоборот, впадина на поверхности давлений сопровождается наличием хребта на поверхности температур. Рис. V. 49 изображает фазовые равновесия в системе, имеющей тройной азеотроп с минимумом температуры кипения и максимумом давления пара. [c.325]

Дифференциальное уравнение Ван-дер-Ваальса. В наиболее общем виде принцип смещения вдоль линии фазового равновесия дан Ван-дер-Ваальсом, который получил дифференциальное уравнение двухфазного равновесия в двухкомпонентной системе. Уравнение Ван-дер-Ваальса в сочетании с условиями стабильности, выведенными Гиббсом, позволяет дать исчерпывающую характеристику термодинамических свойств двухфазных систем. На его основе возможно рассмотрение и анализ диаграмм состояния, в связи с чем мы остановимся на его обосновании более подробно. [c.228]

Между пограничными линиями располагаются области однофазного двухвариантного состояния системы. В пределах этих областей можно произвольно менять оба параметра — температуру и давление, не нарушая фазового равновесия в системе. [c.51]

Фазовое равновесие. Линия равновесия. Рассмотрим в качестве примера процесс массопередачи, в котором аммиак, представляющий собой распределяемый компонент, поглощается нз его смеси с воздухом чистой водой, т. е. ввиду отсутствия равновесия переходит из газовой фазы Фу, где его концентрация равна у, в жидкую фазу Ф , имеющую начальную концентрацию л == 0. С началом растворения аммиака в воде начнется переход части его молекул в обратном направлении со скоростью, пропорциональной концентрации аммиака в воде и на границе раздела фаз. С течением времени скорость перехода аммиака в воду будет снижаться, а скорость обратного перехода возрастать, причем такой двусторонний переход будет продолжаться до тех пор, пока скорости переноса в обоих направлениях не станут равны друг другу. При равенстве скоростей установится динамическое равновесие, при котором не будет происходить видимого перехода вещества из фазы в фазу. [c.386]

Фазовая диаграмма выражает зависимость состояния системы (и фазовых равновесий в ней) от внешних условий или от состава системы. Фазовая диаграмма представляет собой совокупность определенных геометрических линии, точек, плоскостей. Расшифровка диаграмм состоит в объяснении значений каждой линии, точки, плоскости, а также физического смысла того или иного геометрического образа. Диаграмма состояния, построенная по нескольким опытным данным, позволяет определять состояние системы при любых заданных условиях. Это преимущество фазовых диаграмм можно показать на кривых растворимости, которые характеризуют изменение состояния равновесия в насыщенных растворах при изменении температуры. Опытным путем определяют растворимость данного вещества при 5—6 различных температурах. Полученные данные наносят на график и соединяют плавной линией. Используя этот график, можно затем определять растворимость данного вещества при любых других температурах без проведения эксперимента, [c.181]

Фазовое равновесие. Линия равновесия. Рассмотрим в качестве примера процесс массопередачи, в котором аммиак, представляющий собой распределяемый компонент, поглощается из его смеси с воздухом чистой водой, т. е. в виду отсутствия равновесия переходит из газовой фазы Фу, где его концентрация равна у, в жидкую фазу Ф , имеющую начальную концентрацию л = 0. С началом растворения аммиака в воде начнется переход части его молекул в обратном направлении со скоростью, про- [c.407]

В каждом частичном треугольнике элементы фазового равновесия — линии совместной кристаллизации и эвтектики составляют фазовый комплекс (на рис. 39 — сплошные линии). Совокупность сингулярных точек и сингулярных сечений дает сингулярный комплекс диаграммы (пунктирные линии). [c.68]

Свойство системы можно представить или на пространственной диаграмме, или в виде проекций горизонтальных сечений, кривые изображают проекции линий пересечения поверхностей, соответствующих фазовым равновесиям с плоскостями, отражающими свойство системы. Обычно около таких линий ставят свойства (например, температуру на диаграмме состав — температура). Если из трех-компонентов два (В и С) ограниченно растворимы друг в дру- [c.179]

Конструкция системы зависит от состава и скорости потока, поэтому для ее проектирования необходимы надежные данные о пласте и фазовом поведении содержащихся в нем продуктов. Давление и температура потока обычно снижаются по пути от забоя скважины до ее устья, который на фазовой диаграмме представлен линией, начинающейся при исходном давлении и температуре пласта и заканчивающейся при давлении и температуре первого сепаратора. Если конечная точка находится внутри фазовой оболочки, то двухфазный поток будет иметь место даже тогда, когда весь продукт в пласте находится в паровой фазе. Одной из основных задач планирования и конструирования является определение условий сепарации с целью оптимизации объема реализуемой жидкости. Для выполнения этой задачи нет необходимости строить полную фазовую диаграмму. Обычно достаточно определить критическую точку, точку кипения или точку росы при температуре пласта и фазовое равновесие в первом сепараторе Для этого необходим анализ проб из пласта. Данные о пласте и характеристика его продукции являются входными для системы [c.28]

При изучении фазовых равновесий широко применяется графический метод — метод построения диаграмм состояния. Диаграмма состояния может быть построена на основании опытных данных для любого вещества она позволяет судить об устойчивости какой-либо одной фазы системы и об устойчивости равновесия между двумя или тремя фазами при заданных условиях. На рис. 53 представлена диаграмма состояния иодида серебра AgI, имеющего три кристаллические модификации А, Б и В. Каждой модификации, т. е. каждой фазе, отвечает определенная область диаграммы, отделенная от других областей линиями, характеризующими равновесия между двумя отдельными фазами. Так, например, линия / характеризует равновесие между кристаллическими модификациями А и Б. [c.135]

Решение. Если отрезки, отсекаемые от изотерм 350 и 370 К кривыми аК и ЬК, разделить пополам и через центры с и f провести прямую линию, TO эта прямая пройдет через все аналогичные центры е, d и т. д. и пересечет кривую фазового равновесия в критической точке К- [c.208]

С другой стороны, в растворенном виде любой компонент может находиться в жидкой фазе даже в случаях, когда температура Т системы выше критической температуры Г,ф. этого компонента. Поэтому при вычислении константы фазового равновесия К иногда приходится линию давления насыщенного пара P = f(T) экстраполировать в область выше критической точки соответствующего компонента. [c.258]

Основываясь на опытных данных или используя уравнение фазового равновесия, наносят на диаграмму У — Х линию равновесия Ур=1(Х), а также оперативные прямые абсорбера или обеих частей колонны. [c.310]

Иначе выглядит состояние системы, изображенное точкой а. Здесь в системе соблюдается фазовое равновесие пар—вода и параметры состояния подчиняются зависимости, описываемой линией ОК- Это значит, что фазовое равновесие сохраняется лишь при произвольном изменении только одной переменной, а вторая при этом определяется вышеупомянутой зависимостью. К такому же результату приходим, используя правило фаз С — к —Ф + + 2 = 1 — 2 + 2 = 1 (моновариантная система). [c.194]

Для каждой температуры кипения обозначают две точки, соответствующие составу жидкой и паровой фаз, применяя термическое условие фазовых равновесий. Соединив соответствующие точки, получают линию жидкости и линию пара. [c.34]

Рассмотренные случаи сдвига равновесия иллюстрируют только характер изменения термодинамических переменных во время возвращения выведенной из равновесия системы в состояние исходного равновесия. В случае гетерогенных фазовых равновесий представляет интерес рассмотрение принципа смещения равновесия от одного состояния равновесия к другому вдоль линии фазового равновесия вследствие некоторого возмущения, подобного рассмотренным выше. [c.228]

Равновесия (XI.29) можно представить в виде диаграммы состояния, полученной на основе анализа соответствующих поверхностей изобарно-изотермического потенциала. Из рис. 42 видно, что диаграмма состояния представляет собой геометрический образ, выраженный линиями, отделяющими одну фазовую область от другой и называемыми линиями фазовых равновесий. В данном случае кривые а а, а а г и a k делят диаграмму состояния натри 264 [c.264]

Используя понятие об активности, можно придать, например, уравнению Шредера — Ле Шателье (IX.36а), (IX.366) форму, пригодную для расчета линий фазовых равновесий в реальных системах. Действительно, подставляя вместо величину щ, получим [c.347]

Таким образом, для термодинамического расчета диаграмм состояния бинарных систем кроме параметров стабильности компонентов (АЯ ) необходимо каким-либо другим независимым методом определить активность данного компонента д растворе при его известной концентрации. Полученные на основании этих данных значения параметра взаимодействия — энергии смешения — достаточны для построения линий фазовых равновесий в системах, поведение которых отличается от идеального. Одним из наиболее [c.347]

Оценка параметров взаимодействия. Характер линий фазовых равновесий можно оценить теоретически на основании известных параметров стабильности промежуточных фаз (А//пл, 7 пл) и параметра взаимодействия (энергии смешения ш). [c.42]

Фазовые равновесия представляют в виде диаграмм. Например, на рис. 4 представлена диаграмма для воды в координатах р — Т. Линии АО и ОВ ограничивают область пара, линии ОВ и ОС — область жидкости и линии АО и ОС — область твердой фазы. Эта диаграмма описывает фазовые равновесия только при низком давлении. В любой области однофазной системы [c.33]

Рассмотрим отдельные линии диаграммы, соответствующие различным фазовым равновесиям. Каждая точка на любой из этих линий характеризует двухфазную моновариантную систему. Какие именно из фаз находятся в равновесии, легко определить по примыкающим к данной пограничной линии фазовым полям. Линия ОА (5р5 5п) соответствует увеличению давления пара над ромбической серой с ростом температуры. Линия АС (5м 5п) показывает изменение давления пара над моноклинной серой с повышением температуры. При температуре, соответствующей точке С, моноклинная сера плавится. Линия СР (5ж 5п) характеризует рост давления пара жидкой серы с увеличением температуры. [c.185]

Рассмотрим сначала фазовые равновесия в простой системе, состоящей из одного компонента, на примере воды. На рис. V. они представлены диаграммой, выражающей связь между равновесным давлением пара п температурой. В области высоких температур и низких давлений, т. е. ниже линий АО и ОВ, существует только одна фаза — пар, между линиями ОВ и ОС существует жидкая фаза и между АО и ОС — твердая. [c.77]

На основании материального баланса определяются составы кубовой жидкости и дистиллата. Из точек на диагонали диаграммы 91, а и 91,6, отвечающих составу кубовой жидкости, проводится рабочая линия с углом наклона, определяемым соотношением расходов жидкости и пара на тарелке, расположенной над кубом. Затем путем графического построения определяются концентрации уксусной кислоты и воды. Концентрация этилацетата 01пределяется по разности. На ближайших к кубу тарелках концентрация этилацетата в рассматриваемом примере мала, поэтому конценГрации уксусной кислоты и воды определяются ступенчатым построением между рабочей линией и кривой равновесия для бинарной системы уксусная кислота— вода. Начиная с тятой тарелки, содержание этилацетата достигает величины, при которой он существенно влияет на условия фазового равновесия. Соответственно с этим изменяется характер построения. Как видно из рис. 91, концентрация уксусной кислоты по высоте колонны все время убывает. Концентрация же воды до восьмой тарелки возрастает, а затем резко падает, приближаясь к величине, отвечающей составу азеотропа этилацетат—вода. На вышележащих тарелках относительное содержание воды и этилацетата сохраняется таким же как в азеотропе, образуемом этими веществами. [c.236]

Фазовое равновесие жидкость — пар неидеальной смеси показано на рис. 6 и 7. Результатом этого является лишь изгиб кривой (рис. 6) и пересечение линии у х кривой (рис. 7). В этой точке система представляет собой азеотроп-ную смесь, которая при рассмотрении равновесия жидкость — пар ведет себя как чистая система. В пеидеаль-ной системе значения К постоянных равновесия могут быть выражены как [c.167]

На энтальпийной диаграмме можно представить также изобару (равновесие жидкость — пар) для определенного давления. Координаты изобары обычно переносятся из диаграммы фазового равновесия (рис. У-68). Отрезки изотерм между изобарами пара и жидкости — прямые линии, так как в системе жидкость — пар изменения энтальпии пропорциональны отношению этих фаз. Деля прямые отрезки изотерм в бпределенной пропорции, можно получить линии постоянной влажности пара. На осях энтальпийной диаграммы расстояния между изобарами равны теплотам испарения компонентов. [c.423]

Чтобы найти состав каждой фазы, через точку С проводят прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с границами области в точках Е и О. Состав пара соответствует абсциссе А 2(7)), а жидкости — Х2(Е). Отрезок ЕВ, представляющий собой часть прямой, проведенной параллельно оси абсцисс через фигуративную точку до пересечения с ближайшими линиями кривых фазового равновесия, ограничивающими область с фигуративной точкой, называется нодой (или конодой). Значение абсциссы в точках Е и [c.188]

Конгруэнтно плавящиеся соединения при условии отсутствия диссоциации в твердом и жидком состоянии разделяют двойную систему А—В на соответствующее число подсистем, в пределах которых фазовое равновесие может быть представлено одним из описанных выше видов простых диаграмм состояния. При этом устаиовление фиксированного положения линий фазовой диаграммы при помощи кривых концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала в каждой частной системе осуществляется так, как это было описано в случае систем эвтектического или перитектического типа. На рис. 60 представлена диаграмма состояния системы с устойчивым конгруэнтноплавящимся соединением АтВп, которое при взаимодействии с компонентами А и В образует частные системы соответственно эвтектического и перитектического типа. Характер взаимодействия в данном случае выбран произвольно, а построение каждой частной системы при помощи кривых 0 — 1 х) показано на рис. 53 и 55. Картина может усложняться за счет возможного расслаивания в жидкой фазе частной системы, а также за счет полиморфизма как у компонентов А и В, так и у соединения АтВ . [c.296]

V f(P, Т). Если по трем координатным осям отложить давление, температуру и объем системы, то полученная пространственная диаграмма, называемая диаграммой состояния, дает графическое изображение зависимости между Р, Т и V. Однако построение таких пространственных диаграмм связано с определенными трудностями, и они мало удобны для практического применения. Для характеристики состояния однокомпонентной системы чаще используют плоскую диаграмму, представляющую собой проекцию пространственной диаграммы на плоскость Р — Т. Плоская диаграмма описывает состояния однокомпонентной системы и фазовые равновесия в ней при различных параметрах. В основе анализа диаграмм состояния, как показал Н. С. Курнаков, лежат два общих положения принцип непрерывности и принцип соответствия. Согласно принципу непрерывности при непрерывном изменении параметров, определяющих состояние системы, свойства отдельных фаз изменяются также непрерывно, свойства же всей системы в целом изменяются непрерывно лишь до тех пор, пока не меняется число или природа ее фаз. При исчезновении старых или появлении новых фаз свойства системы в целом изменяются скачкообразно. Согласно. принципу соответствия на диаграмме состояния при равновесии каждому комплексу фаз и каждой фазе в отдельности соответствует свой геометрический образ плоскость, линия, точка. Каждая фаза на такой диаграмме для одно-компонентной системы изображается плоскостью, представляющей собой совокупность так называемых фигуративных точек, изображающих состояния равновесной системы. Равновесия двух фаз на диаграмме состояния изображаются линиями пересечения плоскостей, а равновесие трех фаз — точкой пересечения этих линий, называемой тройной точкой. По диаграмме состояния можно установить число, химическую природу и границы существования фаз. Плоские диаграммы состояния, построенные в координатах Р — Т, не дают сведений о молярных объемах фаз и их изменениях при фазовых переходах. Для решения этих вопросов используются проекции пространственной диаграммы на плоскости Р V или Т V. [c.331]

Точность полученных при этом соответствующих расчетных уравнений определяется точностью принятых при выводе их соотношений (обычно эмпирических), характеризующих равновесие жидкость — пар. Для смесей, близких к идеальным, наиболее строгим, по-видимому, является способ Смокера, который может быть применен и для реальных разбавленных растворов. Суть метода состоит в преобразовании координат на диаграмме равновесия жидкость — пар с использованием координат точки пересечения рабочей линии и линии фазового равновесия. Следовательно, если решить совместно уравнения (П.4) и (П.61), то для координат точки пересечения получим [c.69]

Применим теперь уравнение Клаузиуса — Клапейрона для количественного описания фазовых равновесий в однокомпонентной системе. Прежде всего найдем уравнение линий ОА и ОС, т. е. линий равновесия конденсированная фаза — насыщенна [c.112]

Фазовые равновесия лучше всего представлять в виде диаграмм. На рис. VH.1 представлена такая диаграмма для простейшей однокомпонентной системы (вода). Ниже линий АО и ОВ, т. е. при низких давлениях и высоких температурах, раположена область пара, между линиями ОВиОС — область жидкости и между [c.126]

В термодинамической теории свойства фаз определяются через их макроскопические характеристики и не рассматривается молекулярное и электронное строение. Между тем именно характер взаимодействия компонентов на молекулярном уровне, особенности химической связи, т. е. распределение электронной плотности между атомами в пределах первой координационной сферы, определяют, в конечном итоге, строение диаграмм состояния. Однако, основываясь на термодинамических характеристиках компонентов (параметрах стабильности) и учитывая характер их взаимодействия (определяемый параметрами взаимодействия), можно теоретически рассчитать линии фазового равновесия и вывести основдые типы диаграмм состояния. [c.13]

Фазовые равновесия лучше всего представлять в виде диаграмм. На рис, VII.1 представлена такая диаграмма для простейшей однокомпонентной системы (вода). Ниже линий АО и Об, т. е. при низких давлениях и высоких температурах, расположена область пара между линиями ОВ и ОС —область жидкости и между АО и ОС — твердой фазы. Как видно из рисунка, внутри каждой из этих областей можно произвольно и одновременно менять и Г, и р, т. е. два параметра. Это означает, что, например, жидкость в указанных границах может существовать при различных произвольных сочетаниях J и р (то же самое справедливо для пара и твердой фазы). [c.159]