Состояние равновесное температурой

Состояние равновесной системы нри постоянных давлениях и температуре описывается уравнениями Гиббса—Дюгема [8] [c.219]

Для устойчивости стационарного состояния необходимо, чтобы малые отклонения от равновесной температуры приводили к таким изменениям, которые возвращают реактор в стационарное состояние. Это означает, что если температура становится несколько меньше стационарной, скорость тепловыделения Q y) начинает превышать скорость теплоотвода Q2 y) если же температура незначительно превысит стационарную, то Q2 yX будет больше Ql y). Иными словами, для устойчивости стационарною состояния необходимо выполнение неравенства [c.67]

При постоянной температуре из (111.34) получается формула, аналогичная (111.10). Она показывает, что с увеличением давления газа его энтропия уменьшается. Выведенные здесь соотношения применяются в вычислениях изменения энтропии при приведении газа к стандартным условиям, а условия стандартности состояния газа включают его соответствие уравнению идеального газа. Очень важно по причинам, которые станут ясны несколько позже (см. 5 этой главы), определение изменения энтропии при равновесном переходе вещества от кристаллического состояния при абсолютном нуле (энтропия So) до стандартного состояния при температуре 298,15° К (энтропия S29 ). Например, Н О (тв,0°К) HjO (пар, 1 атм, ид. газ, 298° К). Равновесный переход должен состоять из нескольких этапов. Первый этап — нагревание твердой воды от 0° К до температуры плавления. Изменение энтропии рассчитывается по (III.23). Именно [c.80]

В случае же перегонки в присутствии перегретого водяного пара жидкая часть системы однофазная, температура системы не обусловливает парциального давления Н2О и поэтому для определенности состояния равновесной системы необходимо в начальных условиях зафиксировать кроме состава системы, put еще один дополнительный параметр. Обычно — это расход перегретого водяного пара Z, кмоль/ч, позволяющий рассчитать р по уравнению (11.53) методом последовательных приближений. [c.88]

Для обратимых экзотермических реакций, протекающих в печах непрерывного действия, с повышением темнературы возрастает скорость прямой реакции, но при этом снижается максимально достижимая степень превращения. В том месте, где реагенты далеки от состояния химического равновесия, т. е. около входа в печь, целесообразно поддерживать высокую температуру, а около выхода из печи, где реакционная масса приближается по составу к равновесному, температура должна быть пониженной, чтобы сдвинуть процесс в сторону более полного превращения реагентов. [c.11]

Выше указывалось, что возможность изменения состояния равновесия имеет важное значение для инженера-практика. Изложение условий состояния равновесия было дано без сведений о том, какие интенсивные характерные для равновесия величины состояния следует изменять, чтобы передвинуть равновесие. Кроме того, важно знать, в какую сторону сдвинется равновесие, если какую-либо величину состояния равновесной системы изменить определенным образом. Ответ на этот вопрос дает принцип Ле Шателье — Брауна, известный из термодинамики Если в термодинамической системе, находящейся в состоянии стабильного равновесия, изменить какую-либо интенсивную величину состояния, то равновесие при этом передвинется таким образом, чтобы изменение соответствующих сопряженных экстенсивных величин состояния было по возможности наименьшим . Вывод этого правила можно найти в учебниках по термодинамике, и мы ограничимся только описанием конкретных случаев. С нашей точки-зрения, большую роль играют интенсивные переменные состояния — такие как температура, давление и химический потенциал. Рассмотрим, какое передвижение равновесия числа пробегов реакции будет происходить при изменении этих величин, т. е. какой знак будет перед частными производными [c.140]

Переход охлаждаемой жидкости в кристаллическое состояние не всегда начинается точно при температуре замерзания. Если жидкость не содержит хотя бы мельчайших твердых частиц, которые могут служить центрами кристаллизации, то имеет место переохлаждение, и выделение кристаллов начинается при более низкой температуре. Процесс кристаллизации сопровождается выделением теплоты, вследствие чего температура системы вновь повышается и достигает равновесной температуры замерзания, при которой и протекает весь остальной процесс кристаллизации. [c.361]

В равновесных гетерогенных системах летучесть каждого компонента одинакова в каждой из фаз. Поэтому, если выбрано одинаковое стандартное состояние, активности также в каждой фазе одинаковы. При изучении свойств растворов удобнее пользоваться коэффициентом активности. Коэффициент активности является функцией состояния приведенной температуры и приведенного давления, а при критическом состоянии свойства газов и жидкостей сближаются. Коэффициент активности можно использовать в качестве меры отклонения от идеальности, хотя и в этом случае сходимость расчетных и экспериментальных данных не совсем удовлетворительная. [c.216]

Определите тепловой эффект процесса перехода из исходного в равновесное состояние при температуре в диапазоне от 300 до 1000 К и постройте график Qp = Т). [c.327]

Различают неравновесные и равновесные процессы. Неравновесные процессы протекают в системе, в которой начальное состояние неравновесно, т. е. температура, давление и другие интенсивные параметры в различных ее частях неодинаковы. В результате происходящего процесса система стремится к равновесному состоянию. Равновесные процессы осуществляются при изменении внешних условий, определяющих состояние системы. При изменении внешних условий меняются и ее внутренние параметры. При этом состояние системы должно очень быстро приходить в соответствие с новыми внешними условиями. Поэтому в каждый момент времени существует равновесие внутри системы и между системой и окружающей средой. Если прекратить изменение внешних параметров, то мгновенно прекратится и равновесный процесс в системе. Для протекания равновесных процессов и осуществления равновесия в системе условия должны быть одинаковыми. Строго говоря, равновесные (и обратимые) процессы должны протекать с бесконечно малой скоростью. Равновесные и обратимые процессы неосуществимы на прак-1 ике, [c.108]

Рассмотрим равновесную термодинамическую систему, состоящую из Ф фаз, каждая из которых содержит К компонентов. Примем в качестве параметров, определяющих состояние системы, температуру, давление и концентрации компонентов и оценим общее число этих параметров и число уравнений, связывающих их. Число параметров, одинаковых во всех фазах системы, по условиям равновесия (101.1) и (101.2) равно двум (7 и Р). Если концентрации компонентов выражены в массовых или молярных долях или процентах, то для харак- [c.322]

Сопоставляя уравнения (7) и (3), нетрудно убедиться в том. что введение безразмерного числа NTU позволяет уменьшить число параметров с пяти до одного. Более того, если численное значение NTU=2 Nu Fo велико (например больше пяти), то температура Tav очень близка к равновесной температуре Т ,. Поэтому при больших значениях NTU система в целом находится в состоянии, близком к равновесному. [c.80]

Для такой системы число степеней свободы 1 = 2-Ь2-2 = 2, т.е. из вышеупомянутых параметров, характеризующих состояние равновесной системы, произвольно могут быть выбраны два. В этом случае недостаточно знать только температуру чтобы в условиях равновесия определился состав паровой фазы, необходимо также задать давление, а чтобы определить давление системы, надо назначить состав паровой фазы. [c.80]

Для многокомпонентной системы взаимно растворимых жидкостей, с чем часто приходится встречаться в процессе переработки нефти, число степеней свободы будет равно числу компонентов п, т. е. из 2 /г параметров, определяющих состояние равновесной системы, — температуры, давления, и — 1 концентраций в паровой и п — 1 концентраций в жидкой фазах, произвольно могут быть выбраны только п определяющих параметров, а остальные п определятся. [c.48]

Состояние изолированной равновесной системы остается неизменным во времени, следовательно, и ее внутренняя энергия, будучи зависимой лишь от физического состояния системы (температуры, давления, агрегатного состояния и т. д.), сохраняет постоянное значение во времени. Иными словами, определенному физическому состоянию системы соответствует только единственное значение внутренней энергии. [c.49]

Рис. 3.3. Зависимость равновесной силы Р резины в растянутом состоянии от температуры при заданной длине > 0, где — длина образца резины до растяжения

Из данного выражения видно, что влияние температуры на равновесие определяется как абсолютным значением, так и знаком АН°(Т). Например, при экзотермических реакциях ДЯ°(Т) < О, тогда, как следует из последнего выражения для К, повышение температуры (Т) ведет к уменьшению показателя степени. Уменьшается и значение константы равновесия, концентрации продуктов реакции уменьшаются, а исходных веществ увеличиваются, и равновесие смещается влево. Зная конкретные значения термодинамических функций состояния и температуры, всегда можно рассчитать изменение значения константы и, следовательно, равновесных концентраций веществ. [c.210]

Диаграммы состояния равновесных систем, состоящих из жидкой и кристаллической фаз, можно получить различными экспериментальными путями. Одним из них является определение состава равновесных фаз с помощью химического анализа. Такой путь, однако, может быть весьма затруднительным и малонадежным, особенно при повышенных температурах, при большой вязкости растворов или при образовании малоустойчивых соединений. [c.155]

Основной характеристикой фазового превращения является температура, при которой фазы находятся в равновесии. Эта температура зависит от давления. Так, температура плавления льда или температура перехода а-железа в -железо меняются в зависимости от давления. При данной температуре давление насыщенного пара (в равновесии с жидкостью) имеет вполне определенное значение. Состояние равновесия определяется связью между равновесной температурой и равновесным давлением. [c.43]

Отметим одну важную особенность равновесного процесса. Он может быть проведен в обратном направлении через ту же последовательность промежуточных состояний, что и прямой процесс. Например, равновесное охлаждение тела от температуры Т до Tj пройдет через тот же ряд промежуточных равновесных состояний с температурами в интервале Т , Та, через которые эта система проходила при равновесном нагревании. Иначе обстоит дело при неравновесном охлаждении. Состояния, которые будет проходить сферическое тело с начальной температурой Та, помещенное в термостат с температурой Tj, будут отличаться от тех состояний, чер з которые проходила эта же система при нагревании. Действительно, перепад температур в этом [c.180]

Систему, в которой твердая чистая фаза находится в равновесии с насыщенным раствором, можно рассматривать с двух точек зрения. Если -твердая фаза — компонент 2, выделившийся из раствора, в котором его содержание мало, то равновесная концентрация раствора является растворимостью компонента 2 при данных Т я р. Если твердая фаза — растворитель (компонент 1), выделившийся из раствора, в цо-тором его концентрация относительно велика, то равновесная температура называется точкой замерзания раствора данного состава при данном давлении. Когда нет необходимости различать растворитель и растворенное вещество, обычно говорят о точке замерзания. Именно в этом смысле рассматривались точки ветвей ликвидуса на диаграммах плавкости систем, образованных нерастворимыми в твердом состоянии компонентами (гл. XI, 4, 6, 7). Задаваясь значениями точки [c.196]

Для определения состояния равновесной системы в парцп-альном конденсаторе закрепляются три ее стенени свободы, в качестве которых удобнее всего выбрать общее давление р, температуру в и состав Ув паровой фазы по НКК. Все остальные свойства равновесной системы могут теперь быть найдены прямым расчетом. Так, концентрацию а ,, жидкого орошения, равновесного парам дистиллята, можно найти из уравнения равновесия [c.238]

Решение. 1. Для определения состояния равновесной системы в секции питания, помимо назначенного внешнего давления р= 101 325 Па, закрепим температуру системы ,= 135 °С и относительный массовый расход водяного П1ра 2/Ь= 0,039. На основании уравнения (IV.25) можно найти относитель Л09 массовое содержание водяного пара в дистиллятном потоке [c.243]

Для определения состояния равновесной системы в питательной секции, помимо назттаченного внешнего давления р = 760 мм рт. ст., закрепим температуру системы tm = 135° и относительный весовой расход водяного пара Z/L = 0,039. Имея в виду (V.24), можно найти относительное весовое содержание водяного пара в дистиллятном потоке Z D = 0,039 0,705 = 0,0555. [c.263]

Любая фигуративная точка, лежащая внутри этих областей, изображает состояние однофазной дивариантной системы (С =3—1 =2.) Следовательно, в однокомпонентной однофазной системе в пределах соответствующей области можно одновременно произвольно изменять два параметра состояния — температуру и давление — без исчезновения существующей или появления новой фазы. Фигуративные точки, лежащие на линиях аО, ЬО и кО, изображают состояния равновесной двухфазной моновариантной системы (С =3—2 =1). ЛАоновариантные кривые аналитически заданы уравнением Клапейрона — Клаузиуса в форме (105.8), (105.11). Кривая аО (линия возгонки) соответствует равновесию СОг(т) С02(г), кривая ЬО (линия плавления) — СОг(т) СОг(ж), линия кО (линия испарения) — СО. (ж) СОг(г). В однокомпонентной двухфазной системе произ- [c.332]

Сусл =3—2—1 =0.) В точке к кривая Р = /(Л обрывается, а температура и давление имеют строго определенные значения Г р =304 К, Я р =73,97 - 10 Па (73,0 атм). Точка О, в которой пересекаются линии аО, ЬО и кО, называется тройной точкой. Она изображает состояние равновесной трехфазной инвариантной системы (С = 3—3 = 0). Однокомпонентная трехфазная система может находиться в состоянии равновесия лишь при единственном, строго определенном значении Р и Т. Для диоксида углерода положение тройной точки определяется значениями Т = 216,55 К и Р =5,18 10 Па (5,11 атм). В отличие от большинства веществ в жидком состоянии диоксид углерода может быть получен лишь при высоких давлениях, так как твердый СО2 при атмосферном давлении переходит непосредственно в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Спрессованный твердый диоксид углерода испаряется сравнительно медленно, на чем основано применение его в качестве хладагента (сухого льда). [c.333]

Предполагается, что жидкость находится в состоянии локального термодинамического равновесия, т. е. каждой точке ее объема мож1ш приписать единственную термодинамическую равновесную температуру. [c.99]

Рассмотрим случай парожидкостного равновесия двухкомпонентной (бинарной) смеси, которая образует идеальный раствор, подчиняющийся законам Рауля и Дальтона. Состояние равновесной бинарной системы характеризуется давлением к, температурой ( и составами жидкой х, и паровой у, фаз. Согласно правилу фаз Гиббса число степеней свободы такой системы 1 = 2, т.е. из четырех параметров, характеризующих равновесное состояние системы, произвольно могут быть выбраны только два, а два других определяются. [c.63]

В трехкомпонентной системе с перегретым водяным паром существуют только две фазы жидкая и паровая. Число степеней свободы такой системы Ь = т. е. состояние равновесной системы определяется любыми тремя параметрами, напрпмер температурой I, давлением системы я и парциальным давлением водяного пара р1. При этих выбранных условиях составы равновесных жидкой и паровой фаз х и у определяются при помощи тех лге уравнений (2. 48) и (2. 50) или по уравнению кривой равновесия фаз (2. 19) или (2. 22) с использованием среднего значения коэффициента относительной летучести. [c.75]

Фрей и Гепнке (188) добивались гладкой дегидрогенизации над окисью хрома этана, пропана и бутанов до равновесного состояния при температурах 350—500° С. При более высоких температурах катализатор быстро терял свою активность. Каталитическую дегидрогенизацию парафинов изучали также Пиз и Дерген (112) и Введенский, и Винникова (14). [c.239]

При термодинамически обратимом охлаждении расплава на всем пути изменения его температуры от начала кристаллизации и до образования эвтектики между его твердой и жидкой фазами соблюдается термодинамическое равновесие. Линию, соединяющую на диаграмме точки, соответствующие состояниям равновесных фаз, называют Hoaoti. Например, это линия MN, соединяющая точку М, соответствующую состоянию твердой фазы (кристаллы А) с точкой N, соответствующей состоянию расплава состава I, равновесного при данной температуре с указанной твердой фазой. [c.197]

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]

Отметим одну важную особенность равновесного процесса. Он может быть проведен в обратном направлении через ту же последовательность промежуточных состояний, что и прямой процесс. Например, равновесное охлаждение тела от температуры Т2 до температуры пройдет через тот же ряд промежуточных равновесных состояний с температурами в интервале Tj—Т2, через которые эта система проходила при равновесном нагревании. Иначе обстоит дело при неравновесном охлаждении. Состояния, которые будет проходить сферическое тело с начальной температурой Т2, помещенное в термостат с температурой Тбудут отличаться от тех состояний, через которые проходила эта же система при нагревании. Действительно, перепад температур в этом теле будет таков, что температура внутри сферы будет выше, чем на поверхности, которая практически сразу же примет температуру термостата. Температура будет убывающей функцией расстояния до центра сферы, в то время как при нагревании она была возрастающей функцией этого расстояния. [c.207]

На рис. 5.3 дана зависимость давления пара от температуры для вещества I в разных соотношениях. Кривая Ьс относится к жидкому, кривые ао а йс —к низко- и высокодисперсному твердому состоянию. Поскольку температурой равновесного перехода твердого вещества в жидкое является температура, при которой давления пара над жидкой и твердой фазами равны, то, как видно из рис. 5.3 7 пл.мелк С7 пл.крупн. [c.122]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология