Однокомпонентная система инвариантная

По классификации систем их принято разделять по числу фаз (однофазные, двухфазные и т. д.), по числу компонентов системы (однокомпонентные, двухкомпонентные и т. д.) и числу степеней свободы (инвариантные, моновариантные, дивариантные и т. д.). [c.106]

В качестве первого примера однокомпонентных систем рассмотрим диаграмму состояния воды. Эта диаграмма изображена на рис. 49. В точке О существуют три фазы лёд — жидкая вода — пар. Эта система инвариантна. Она может существовать только при определенных значениях температуры и давления. Если изменить в этой точке одну из переменных, то исчезнет одна из фаз. Например, если увеличить температуру, то исчезнет твердая фаза. Следует отметить, что, пока фаза не исчезнет, температура не изменится. Так, если к системе подводить тепло, то лед будет плавиться, тепло будет расходоваться на плавление льда и, пока он весь не расплавится, температура будет постоянна. [c.117]

Если расплав состава К охлаждать, то в точке максимума т он затвердевает как индивидуальное вещество, т. е. пока существует твердая и жидкая фазы, температура остается постоянной. Следовательно, в точке т двухфазная система инвариантна. Таким образом, в этой точке система ведет себя как однокомпонентная. [c.129]

При / = 0 систему называют инвариантной или нон-вариантной, при /= 1 — моновариантной, при / = 2 —ди-вариантной и т. д. Нонвариантная система не имеет термодинамических степеней свободы — в ней нельзя менять ни один из параметров. Например, в тройной точке любого вещества существует равновесие между твердой, жидкой и газообразной фазами. Это трехфазовая однокомпонентная система и в соответствии с (11.63) число степеней свободы в этой системе равно (=].—3 + -1-2=0. Это означает, что все три фазы могут существовать только при одном значении температуры и давления и изменение любого из этих параметров вызовет уменьшение числа фаз. [c.47]

Тройные точки В и С на однокомпонентных диаграммах состояния образованы тремя сходящимися линиями упругости пара. В этих точках в равновесии находятся три фазы (/Сь Кг и газообразная фаза в точке В Ка, жидкая и газообразная фазы в точке С), поэтому в соответствии с правилом фаз при параметрах, соответствующих этим точкам, система инвариантна, т. е. для сохранения состояния равновесия все параметры системы (в данном случае температура и давление) должны быть строго фиксированы. [c.205]

Однокомпонентная система, составленная из двух фаз, обладает одной степенью свободы f=n-( 2—k f=l- -2—2 = = 1. На диаграммах рис. 26, 28 и др. даны примеры зависимости между put при наличии двух фаз жидкость—пар, жидкость—кристаллы, кристаллы—пар. Сосуществованию трех фаз на этих диаграммах отвечает инвариантная точка. [c.231]

Следовательно, если взять жидкий азеотроп (точка М на рис. 58) и понижать давление над ним, то в точке т начнет образовываться пар (кипение при заданной постоянной температуре). в соответствии со вторым законом Коновалова пар и жидкость в этой точке будут иметь одинаковый состав. По этой причине (см. стр. 185) данная двухфазная система ведет себя как однокомпонентная и является инвариантной (С = = К+1 — 0=14-2 — 1 = 0). в отличие от любых других сме- [c.188]

При классификации систем принято разделять их по числу фаз на однофазные, двухфазные, трехфазные и т. д., по числу независимых компонентов системы — на однокомпонентные, двухкомпонентные или двойные, трехкомпонентные или тройные, и т. д., число же степеней свободы определяется как вариантность системы. По этому признаку— числу степеней свободы — системы разделяются соответственно на инвариантные или безвариантные (при С = 0), моновариантные или одновариантные (при С=1), дивариантные или двухвариантные (при С = 2), тривариантные или трехвариантные (при С = 3) и т. д. Поливариантными или многовариантными называются системы с большим числом степеней свободы. [c.329]

Отсюда следует, что в однокомпонентной системе число фаз, находящихся в равновесии, не может быть больше трех. Однако это не означает, что данная однокомпонентная система может образовать лишь три фазы. Так, например, вода помимо обычного образует так называемые горячие льды, существующие при высоких давлениях. Речь идет лишь о том, что одновременно не могут сосуществовать более трех равновесных фаз. В зависимости от числа фаз, находящихся в равновесии, однокомпонентные системы могут быть дивариант-ными (Ф = 1, С = 2), моновариантными (Ф = 2, С = 1) и инвариантными (Ф = 3, С = 0). [c.324]

Для однокомпонентной системы правило фаз имеет вид С + Ф = = 1+2 = 3. В инвариантном состоянии у системы будет наибольшее число фаз в равновесии, т. е. при С = 0 Ф = 3. Таким образом, в однокомпонентной системе не может быть одновременно в равновесии более трех фаз. [c.50]

Если минимальное число степеней свободы (С ) равно нулю (система инвариантна), то, согласно (4.13), Ф = 3. В равновесной однокомпонентной системе могут сосуществовать максимально три фазы (т, ж, г). Максимальным числом степеней свободы (С а,) система обладает при Ф = т п, которое не может быть меньше единицы. Следовательно, 1 — 1 +2 = 2. Этими степенями свободы явля- [c.66]

Максимальное число фаз в однокомпонентной системе равно 3( = 1 — 3 + 2 = 0), Трехфазная система инвариантна. Строго опреде./1енные температура и давление одновременного существования вещества в трех фазах называются параметрами тройной точки. [c.215]

Если равновесное состояние системы определяется двумя параметрами (в наиб, частом случае т-рой и давлением) и и = 2, то ф < f + 2, т. е. макс. число фаз, равновесно сосуществующих в системе, не должно превышать числа компонентов более, чем на 2. Следовательно, в однокомпонентной системе макс. число равновесно сосуществующих фаз равно 3, в двойной (двухкомпонентной) системе - 4 (напр., в системе соль - вода могут сосуществовать кристаллы соли и льда, насыщ. р-р и пар), в тройной системе - 5 и т. д. Если п м. б. больше 2, возможны случаи сосуществования большего числа фаз при строго фиксированных значениях всех параметров. Очеввдно, при макс. числе фаз вариантность системы i = О, т.е. система не имеет степеней свободы (система нон вари а н т н а, или инвариантна). Такое равновесное состояние возможно только при определенных значениях всех-параметров (т-ры, давления, концентрации в-в). Примером [c.53]

Для однокомпонентной системы правило фаз записывается в виде у=3—р. Таким образом, если имеется только одна фаза, то и=2 и для описания системы необходимо определить две независимые переменные. Например, если система состоит из водяного пара, то нужно определить температуру и давление. Когда в равновесии находятся две фазы, и = 1 и для описания системы необходимо определить одну переменную. Например, если система состоит из водяного пара в равновесии с жидкой водой, то необходимо определить либо температуру, либо давление, потому что для данной температуры существует только одно равновесное давление и для данного давления — только одна равновесная температура. Когда в равновесии находятся три фазы, и=0, т. е. в однокомпонентной системе три фазы могут сосуществовать лишь при единственном сочетании температуры и давления. Например, водяной пар, жидкая вода и лед могут существовать одновременно только при 0,0100° С и 4,58 мм рт. ст., и если просто сказать, что эти три фазы находятся в равновесии, тем самым однозначно определяются условия их сосуществования. Такая система называется инвариантной. Сведем все случаи в таблицу [c.95]

Независимыми термодинамическими параметрами, определяющими состояние однокомпонентной системы, являются температура и давление. Для системы с двумя и более компонентами к независимым переменным относят также и концентрации компонентов. Эти независимые переменные в известных пределах можно изменять произвольно, не вызывая изменения числа фаз системы и их качественного состава. Поэтому их называют степенями свободы системы. Число степеней свободы физико-химической системы, т. е. число независимых координат, определяющих ее состояние, называют также ее вариантностью. Система, у которой число степеней свободы равно нулю, является инвариантной, система с двумя степенями свободы — дивариантной и т. п. [c.69]

Если инвариантное, ые обладающее степенями свободы состояние однокомпонентной системы требует наличия трех фаз, то подобное же состояние в двухкомпонентной системе возможно лишь при наличии четырех фаз и т. д. [c.152]

Как указывалось ранее (гл. V), при кристаллизации из расплава в межламелярных прослойках наряду с регулярными складками сосредотачиваются также другие дефекты упаковки типа свободных концов макромолекул, рыхлых петель, проходных цепей и т. п. Анализ равновесия фаз при Тт в предположении, что неупорядоченные участки в межламелярном пространстве могут рассматриваться как третья (наряду с кристаллической и аморфной) автономная фаза, по-видимому, не имеет смысла, поскольку в этом случае однокомпонентная система оказалась бы инвариантной (число термодинамических степеней свободы равно нулю). Иначе говоря, сосуществование трех фаз было бы возможным при единственном сочетании температуры и давления, что противоречит эксперименту. [c.186]

Обе формы обладают различными физическими свойствами например, моноклиническая сера, будучи при комнатной температуре нестойкой формой, обладает большей растворимостью и более значительной упругостью пара. При температурах выше 96°С имеет место противоположное явление моноклиническая сера будет устойчивой формой, а ромбическая— неустойчивой. Поэтому последняя форма будет обладать большей растворимостью и более значительной упругостью паров. Существует только одна температура, называемая температурой перехода, при которой обе формы оказываются устойчивыми и могут существовать одновременно. Так как в данном случае мы имеем дело с однокомпонентной системой, то система ромб. и пары серы при температуре перехода будет инвариантна, а соответствующая точка на диаграмме явится тройной точкой, [c.161]

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]

Третьим важным понятием в учении о фазовом равновесии является степень свободы. Этим термином обозначается возможность произвольного изменения какой-либо переменной величины (свойства), определяющей состояние системы, без изменения числа фаз. Так, в случае однокомпонентной и однофазной системы, например газа, можно произвольно изменять два свойства р п Т или р и и, или vn Т без изменения фазового состояния. Произвольно выбирая, скажем, давление и температуру газа, мы тем самым будем задавать и его мольный объем v. Здесь две степени свободы. Если температуру газа понизить настолько, что при данном давлении начнется конденсация пара, то образовавшаяся двухфазная система будет обладать уже только одной степенью свободы. Например, указание температуры будет определять и давление насыщенного пара, и его мольный объем. В так называемой тройной точке (см. рис. V.6) находятся в равновесии три фазы — твердая, жидкая и газообразная. Такая система может существовать только при строго определенных значениях температуры и давления, а они в свою очередь однозначно определяют мольные объемы v вещества во всех трех агрегатных состояниях, т. е. система не имеет вообще степеней свободы (инвариантна). [c.289]

Зависимость между числом компонентов (/С) системы, числом фаз (Р) и числом ее степеней свободы (Р) устанавливается правилом фаз Р = К — Я + 2. Правило фаз указывает, какое число параметров можно изменять без нарушения равновесия системы. Так, например, в случае однокомпонентной трехфазной системы (лед—вода—водяной пар) /С = 1 и Я = 3, поэтому Р = О, т. е. система не имеет степеней свободы, она инвариантна ее существование возможно только при давлении 0,5 кПа и температуре 0,0076 °С. Если удалить из данной системы лед, то оставшаяся двухфазная система (/С = 1, Р = 2) будет иметь одну степень свободы (/ = 1), она моновариантна, т. е. допускает без нарушения равновесия изменять либо давление, либо температуру. При этом каждой заданной температуре однозначно соответствует одно определенное давление. [c.424]

Поскольку вариантность системы всегда больше нуля, либо в равновесии равна нулю, то согласно (63) максимальное число фаз в однокомпонентной инвариантной системе будет равно трем (й = 3). Рассмотрим возможные случаи однокомпонентных моделей горных пород. [c.39]

Выше, на рис. 109, изображена, единственная по существу, диагралша состояния однокомпонентной силикатной системы, полученная опытным путем. На этой диаграмме существует одна инвариантная точка, отвечающая условиям равновесия меж-ду аКзО 4510 —рК 0 48102 и расплавом. [c.151]

При учитывании лишь двух переменных, температуры и состава, оказывается, что равновесие между твердой и жидкой фазами изменяется с изменением состава системы. Если исходить из смесей известного состава, то для каждой из них имеется определенная температура равновесия жидкой и твердой фаз. Когда в равновесии находятся три фазы, например твердая — твердая — жидкая или твердая — жидкая — жидкая, то система при упрощающих предпосылках уже не обладает степенями свободы С — 2 — 3 -Ь 1 = О, т. е. она полностью определена инвариантна, или безвариантна) и может существовать только при вполне определенных температуре и составе. Это является именно тем случаем, когда жидкая и сосуществующая твердая фаза (например, молекулярное соединение) обладают одним и тем же составом. При этом на кривой равновесия появляются отдельные, особые сингулярные точки. В случае образования кристаллического стабильного молекулярного соединения двухкомпонентная система в точке, отвечающей составу этого соединения, переходит как бы в однокомпонентную систему, для которой при равновесии двух фаз [c.841]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология