Фазовые диаграммы однокомпонентных систем

Рис. 1.1. Диаграмма фазового равновесия однокомпонентной системы при отсутствии (а) и наличии (б) полиморфных модификаций

Фазовые равновесия в однокомпонентных системах. Диаграмма состояния чистого вещества. Для однокомпонентной системы (/С = 1) формула (Х.1) принимает вид [c.162]

О чем же идет речь, если рассмотреть фазовые превращения с позиций термодинамики Пусть имеется однокомпонентная система, состоящая из двух твердых фаз. Точка перехода отвечает равновесию между двумя фазами. На диаграмме состояния это соответствует температуре, при которой обе модификации имеют одинаковое давление пара (излом на кривой давления пара). Ниже температуры перехода устойчива модификация с меньшими величинами энтальпии и энтропии выше температуры перехода устойчива модификация с большими величинами энтальпии и энтропии. [c.366]

В противоположность однокомпонентным системам для бинарных систем наблюдаются критические точки так же в твердом состоянии, а именно критическая точка расслоения, как и в жидком состоянии. Правда, они наблюдаются довольно редко, так как в большинстве случаев сосуществующие фазы имеют различные кристаллические структуры и поэтому из геометрических соображений не могут быть идентичными. Все же имеются бинарные сплавы, которые в твердом состоянии имеют одну критическую точку расслоения, например А1-2п, Аи-М1, Au-Pt. В качестве примера на рис. 30 приведена фазовая диаграмма системы А1-2п. [c.223]

Однокомпонентные системы. Особенность однокомпонентных систем состоит в том, что они могут быть однофазными (С=2), двухфазными (С=1) и трехфазными (С=0). Диаграмму, отражающую зависимость состояния системы и фазовых равновесий в ней от внешних условий или состава, называют диаграммой [c.165]

Уравнение (П.2) — это уравнение Клаузиуса — Клапейрона. Оно справедливо для различных фазовых процессов при изменении состояния однокомпонентной системы по линиям двухфазного равновесия. Это дифференциальное уравнение кривых на диаграммах типа (П.1). В случае равновесия жидкости и пара АН р является изменением энтальпии при испарении (молярной теплотой испарения, молярной скрытой теплотой парообразования), а Av—изменением объема, разностью молярных объемов насыщенного пара и жидкости. [c.24]

В сделанном на примере воды обзоре фазовых равновесий в однокомпонентных системах пока не рассматривались возможности возникновения различных кристаллических модификаций твердого тела. Это явление очень распространенное. Достаточно напомнить о графите и алмазе для углерода, о ромбической и моноклинической сере и др. В этом случае каждая модификация имеет на диаграмме состояния свою область существования, от- [c.114]

Остановимся теперь вновь на некоторых однокомпонентных системах. На рис. VII 1.3 представлена проекция на плоскость р—Т фазовой диаграммы углерода по Банди . Согласно этому автору существуют [c.293]

Диаграмма, подобная представленной на рис. 1.3,6, выражающая зависимость состояния системы и фазовых равновесий в ней от внешних условий (и от состава для более чем однокомпонентных систем), называется фазовой диаграммой, или диаграммой состояния. [c.22]

Диаграмма состояния воды. Диаграмма состояния (или фазовая диаграмма) представляет собой графическое изображение зависимости между величинами, характеризующими состояние системы, и фазовыми превращениями в системе (переход из твердого состояния в жидкое, из жидкого в газообразное и т. д.). Диаграммы состояния широко применяются в химии. Для однокомпонентных систем обычно используются диаграммы состояния, показывающие зависимость фазовых превращений от температуры и давления они называются диаграммами состояния в координатах р—Т. [c.213]

При изложении данной главы и в последующем будут использованы фазовые диаграммы давление—состав при постоянной температуре и давление—температура. Фазовые диаграммы требуют специального навыка для их чтения. Полезно напомнить, что кривые на диаграммах давление-состав двойных систем изображают изменение с давлением состава находящихся в равновесии фаз при данной температуре. Составы двух фаз, находящихся в равновесии при данном давлении, получают, соединяя точки кривых горизонтальными прямыми, соответствующими заданным давлениям. Кривые на р-Т диаграммах соответствуют состояниям, при которых давления меняются с температурой. Для чистого (однокомпонентного) вещества это состояния, в которых в равновесии находятся две фазы, например, жидкая и газовая (зависимость давления пара от температуры). Для двойных систем это состояния, в которых в равновесии находятся три фазы (например, твердая, жидкая и газовая) или две жидкие фазы и одна газовая и т. п. Для двойной системы критические точки жидкость—газ лежат на критической кривой. Все кривые на фазовых диаграммах температура-давление соответствуют состояниям, имеющим одну степень свободы. Состояния, которые для данной системы имеют нулевую степень свободы, изображаются точкой. Так, для чистого вещества нулевую степень свободы имеет критическая точка и состояния трехфазного равновесия (тройные точки). В двойной системе точками изображаются состояния, где в равновесии находится четыре фазы (квадрупольные точки) и где две фазы в критическом состоянии находятся в равновесии с третьей (некритической) фазой (ко- [c.6]

Для однокомпонентных систем РИ = 3 - Р, следовательно, в условиях равновесия в таких системах могут присутствовать одна, две или три фазы. Показанная на рис. 5.9 фазовая диаграмма диоксида углерода является типичной. Характерные ее особенности — это зоны, в которых существуют однофазные системы, линии, вдоль которых возможно сосуществование двух фаз, критическая точка, в которой свойства жидкой и паровой фазы становятся идентичными, и тройная точка, в которой три фазы сосуществуют в равновесии. Однако на диаграмме отсутствуют соответствующие точки для других возможных пар фаз. [c.260]

Вода представляет собой однокомпонентную систему. В точке В ее фазовой диаграммы одновременно существуют три фазы (газовая, жидкая и кристаллическая), следовательно, Р С— —Р + 2= —3 + 2 = 0, так что и температура Т, и давление Р в этой точке строго фиксированы. Таким образом, если взять систему, состоящую только из одной воды, то она автоматически достигнет этой температуры при условии, если в наличии имеются одновременно три фазы — жидкая, газовая (паровая) и кристаллическая. Эта температура называется температурой тройной точки, поскольку в системе сосуществуют три фазы. Температуру тройной точки воды Гтр полагают равной 273,16 К. (При таком нецелочисленном значении сохраняется соотношение [c.231]

Графически однокомпонентные системы изображаются диаграммами состояния температура — давление. Обычно при их построении на оси ОХ откладывается температура, а на оси ОУ — давление. Построенная в этих координатах диаграмма состояния одновременно является и фазовой диаграммой, так как один из параметров (температуру или давление), можно рассматривать, как свойство, которое характеризует начало и конец фазовых превращений. [c.197]

Иа рис. 6.4 отражен только один вид фазового перехода (жидкость — пар) если на этот график нанести аналогичные кривые других переходов, возможных для данного вещества в той же области параметров (твердое — пар, твердое — жидкость, полиморфные превращения), получится так называемая диаграмма состояний, или фазовая диаграмма, однокомпонентной системы. [c.164]

На рис. 93 представлена фазовая диаграмма однокомпонентной системы — воды — в координатах давление пара — температура. АО, ОВ и ОС — кривые равновесия между двумя фазами жидкость — пар, твердое тело — пар и твердое тело — жидкость соответственно, [c.165]

Рассмотрим графическую зависимость фазового состояния однокомпонентной системы, например воды, от внешних условий (р и Т). Такие графики получили название фазовых диаграмм или диаграмм состояния-, их строят на основании экспериментальных данных. [c.54]

Однокомпонентные системы. На фазовой диаграмме однокомпонентной смеси типа изображенной на рис. 5.1 каждая из фаз представлена в виде открытой зоны, твердая фаза — в зоне выше линий АВ и левее линии ВО. Вдоль линии типа АВ две фазы находятся в равновесии, в данном случае это твердая и газовая фазы. В точке пересечения трех линий, точка В, три фазы находятся в равновесии это наибольшее число фаз, способных сосуществовать в равновесии в однокомпонентных системах. Как будет показано позднее, чистые твердые фазы могут иметь несколько стабильных кристаллических форм, поэтому зона твердой фазы АВО может быть представлена несколькими областями. Поскольку некоторые классы веществ могут образовывать жидкие кристаллы, зона ВВС также может состоять из нескольких областей. Точка С — критическая точка диаграммы, по достижении которой исчезают различия между свойствами жидкости и газа. Критические точки, соответствующие другим парам фаз, отсутствуют. Штриховыми линиями показаны границы зон метаста-бильной переохлажденной жидкости и перегретого пара. [c.252]

В чем заключается правило фаз Как оно формулируется для однокомпонентной системы Покажите, как правило фаз вьшолняется для фазовой диаграммы, изображенной на рис. 18-6. [c.150]

То, что фазовые реакции в принципе возможны, видно на примере равновесия жидкость — пар в однокомпонентной системе. При постоянных Т а Р можно за счет подвода или отвода теплоты при одновременном изменении объема перевести любое количество жидкости в пар и пара в жидкость. То, что фазовые реакции возможны не при любых условиях, показано ка рис. 16, представляющем равновесное испарение бинарной системы при Р=сопз1, т. е. диаграмму кипения. В этом случае компонент 2 в жидкости всегда обладает более высокой концентрацией, чем в сосу- [c.146]

Состояние равновесия однокомпонентной системы можно представить графически в виде диаграммы фазового состояния. При этом на диаграмме состояния каждому состоянию системы соответствует точка с определенными значениями температуры и давления. [c.9]

Точки О, В и С, соответствующие местам пересечения двух лини11 фазовых равновесий и лежащие поэтому на границе сразу трех гомогенных областей, называются тройными точками. Наприм( р, в точке О возможно сосуществование жидкой воды, пара и льда I. Координаты этой точки указаны на графике. Из рис. 6.2 видно, что на диаграмме состояний однокомпонентной системы нет областей (точек), в которых чис ло сосуществующих фаз может быть равно четырем или более. [c.166]

При Ф — 2 однокомпонентная система должна быть одновариантной, т. е. фазовое равновесие в ней может сохраняться при изменении одного из параметров, например температуры. Но при этом второй параметр — давление —должен изменяться не произвольно, а в определенной зависимости от температуры. Как мы уже видели во фрагменте 6—4, эта зависимость для различных комбинаций фаз (различного фазового состава системы) выражается соответствующими кривыми на диаграммах состояний однокомпонентных систем. [c.219]

Если теперь выделить результат описанного построения на плоскость р—Т и представить его отдельно (рис. 42), то полученная ири этом диаграмма, которую, собственно, и называют диаграммой состояния, будет характеризовать фазовые взаимоотношения в однокомпонентной системе при различных значениях па-256 [c.256]

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]

В качестве примера диаграммы состояния однокомпонентной системы рассмотрим диаграмму воды (рис. 7). Линии ОА, ОВ и ОС разделяют диаграмму на три области, соответствующие газообразному, жидкому и твердому состояниям. В любой из трех областей можно произвольно менять в известных преде-ах (не выходя за пределы области) оба параметра — температуру и давление, не изменяя фазового состояния системы. [c.111]

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]

Ниже показано, как, зная минимум две температуры фазового перехода при двух давлениях, можно построить часть кривой диаграммы состояния однокомпонентной системы. [c.26]

К фазовому превращению алмаз — графит Докажите, что на диаграмме дасление — температура линия равновесия жидкость — пар (Ь — V) в однокомпонентной системе всегда должна иметь положительный наклон. [c.93]

Агрегатное состояние. Как правило, для вещества возможны четыре агрегатных состояния твердое, жидкость, пар (газ) и плазма. Все возможные фазовые состояния индивидуального соединения (однокомпонентной системы) могут быть изображены графически в виде диаграммы состояния, координатами которой обычно выбирают температуру и давление (рис. 2.1). Каждому реально существующему состоянию на диаграмме отвечает точка. Например, при температуре Г] и давлении рх вещество находится в твердом состоянии (точка М). Область существования каждой фазы отграничена соответствующими линиями. [c.24]

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]

См, лит. при ст. Физико-химический анализ. Диаграмма состояния. В. Л. Михайлов. ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ (фазовая диаграмма), графическое изображение всех возможных фазовых состояний тер>годипамич. систе>гы в пространстве основных параметров состояния — т-ры, давления, объема, состава (для мно-гокомпон битных систем). Каждому реально существующему состоянию системы на Д. с. отвечает определенная точка, наз. фигуративной. Д. с. однокомпонентных систем обычно строится па плоскости в координатах давление — т-ра (см. рисунок), фазовые поля, т. е. области существования каждой из фаз, отграничены /( линиями сосуществования двух фаз такими линиями в п])0стейп1ем случае являются кривые воэ- [c.154]

Мы уже познакомились с фазовой диаграммой для однокомпонентной системы (см. рис. 11.11). В однокомпонентной системе содержится только одно химическое вещество, хотя оно может быть представлено сразу несколькими состояниями. Каждая отличимая по внешнему виду часть системы называется фазой , и на рис. 11.11 указано сушествование трех различных фаз — твердой, жидкой и газообразной. В многокомпонентных системах могут одновременно существовать две жидкие фазы, как, например, в смеси масла с водой. [c.198]

ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ (фазовая диаграмма)— графич. изображение зависимости между параметрами состояния равновесной физико-химич. системы или между ними и ]гек-рыми другими параметрами системы, в частности концентрациями. Д. с. однокомпонентной системы дает связь между темп-рой t и давлением р Д. с. двойной — связь между этими параметрами и концент])ацией одной иа составных настей и т. д. При числе параметров больше двух для изображения Д. с. на чертеже ее проектируют на плоскость, выбираемую т. о., чтобы нек-рое число параметров (иногда их сумма) имело постоянное значение. Чаще всего постоянным принимается р и получают т. н. [c.541]

При давлениях свыше 2000 бар наблюдается полиморфизм льда. Фазовая диаграмма для этой однокомпонентной системы приведена нз рис. 7, б. Относительные плотности кристаллических модификаций льда следующие 1—0,92 И — 1,12 111 — 1,03 V—1,09 VI — 1,13 (существование льда IV не подтверждено). При давлении свыше 21700 бар существует лед VII с относительной плотностью, близкой к 1,5 (рис. 7, в). [c.510]

Зависимость состояния системы от изменения внешних условий можно выразить диаграммой, откладывая на осях независимые переменные. Такие диаграммы называются диаграммами состояния или фазовыми диаграммами. Для однокомпонентной системы при независимых переменных — температуре и давлении — число термодинамических степеней свободы определяется согласно правилу фаз [c.14]

Для наглядности фазовые равновесия представляют в виде диаграмм. На рис. 16 схематически изображена такая диаграмма для самого простого случая — однокомпонентной системы уже рассматривавшегося вешества — воды. В качестве параметров естественно взять дав- [c.99]

Состояние равновесия однокомпонентной системы может быть представлено графически в виде диаграммы фазового состояния. При этом каждому состоянию системы на диаграмме соответствует точка, отвечающая определенным значениям температуры и давления. [c.18]