Понятие о системах и фазах

Дайте определение понятиям система, фаза, среда, макро- и микросостояние. [c.44]

Эта глава посвящена равновесиям в сложных гетерогенных системах. Простыми равновесиями такого типа мы уже занимались, изучая системы вида жидкость пар, твердое тело жидкость и т. д. на основе уравнения Клапейрона — Клаузиуса (гл. IV). Равновесия этого типа рассматривались и в разделах, посвященных химическому равновесию, а также в главе о растворах. В сложных гетерогенных системах количественное рассмотрение задачи или затруднительно, или просто невозможно. Прежде чем перейти к изучению этих систем, уточним некоторые понятия. Под фазой понимают совокупность материальных частей системы, обладающих одинаковыми или непрерывно от точки к точке изменяющимися термодинамическими свойствами. Фазы отделены одна от другой поверхностями раздела, где свойства изменяются скачком. Это определение отличается от данного ранее указанием возможности непрерывного изменения свойств. Так, например, представим себе вертикально расположенную трубку, внизу которой имеется некоторое количество жидкости, а над ней пар. Вследствие влияния силы тяжести давление пара изменяется с высотой уровня по соотношению, известному под названием барометрической формулы Лапласа, выводимой из более общего уравнения Больцмана (VI.57) [c.287]

Все химические и физико-химические процессы, протекающие в силикатных материалах при их синтезе и эксплуатации, подчиняются законам фазового равновесия. Фазовые равновесия — это такие равновесия в гетерогенных системах, при которых не происходит химического взаимодействия между компонентами, а осуществляются лишь переходы компонентов из одной фазы в другую. К основным понятиям фазового равновесия относятся система, фаза, компоненты и число компонентов. [c.45]

Для изучения правила фаз необходимо предварительно ознакомиться с понятиями система, фаза,, независимый компонент и степень свободы. Необходимо также установить основные закономерности, которые наблюдаются при равновесии между различными фазами. [c.67]

Качественная характеристика гетерогенных многофазных систем, в которых совершаются процессы перехода компонентов из одной фазы в другую (фазовые переходы) дается правилом фаз Гиббса. Это правило основано на втором законе термодинамики и относится только к системам, находящимся в состоянии истинного равновесия , Основными понятиями правила фаз являются фазы, компонент и степень свободы. [c.162]

Ликвация в стеклах может проявляться двояко. Если одна из фаз содержится в стекле в малом количестве, она образует замкнутые области — капли — частицы дисперсной фазы, отделенные друг от друга прослойками (стенками) другой фазы, представляющей дисперсионную среду (капельная ликвация). Введение в стекла небольших количеств окрашенных оксидов, растворяющихся только в одной из фаз, либо металлов позволяет получать окрашенные стекла, причем в последнем случае окраска часто зависит от дисперсности частиц. В случае, когда объемное содержание дисперсной фазы велико, обе фазы могут образовывать непрерывные, взаимно пересекающиеся сетки, и понятия дисперсной фазы и дисперсионной среды с равным успехом могут быть применены к обеим фазам. В этом случае обе фазы представляют высокодисперсные непрерывные системы. Такую ликвацию называют непрерывной. [c.445]

Четкую границу между лиофильностью или лиофобностью коллоидных систем не всегда можно установить. Так, золь кремниевой кислоты устойчив в изоэлектрическом состоянии. Гидрозоли кремниевых кислот, гидроксидов железа или алюминия при коагуляции удерживают большое количество воды и образуют студнеобразные системы. В то же время студнеобразный крахмал в водной среде при нагревании переходит в золь, обладающий многими свойствами гидрофобных систем. В подобных случаях часто невозможно провести границу между гетерогенной и гомогенной системами, и правило фаз Гиббса оказывается неприменимым. Поэтому для лиофильных коллоидных систем понятия дисперсной фазы>, дисперсионной среды>, золя и других условны, в той же мере, как понятие раствор для лиофобных систем. [c.157]

Непосредственным начальным объектом физико-химического изучения системы он считал фазу. С теорией фаз, предложенной Дж. У. Гиббсом (1876), связаны понятия система, компонент п степень свободы. [c.19]

При осуществлении электрохимического процесса понятие системы включает не одну, а, по крайней мере, две или несколько соприкасающихся между собой фаз, которые разделены четкими поверхностями, при этом реагирующий компонент под влиянием тока существенно меняет свои свойства (например, при электроосаждении или ионизации металлов) либо образует совершенно новую фазу, отличную от исходных (выделение газообразных веществ на металлических электродах). [c.10]

Учение о составе включает не только представления об атомно-молекулярном составе, но и термодинамические представления, т. е, такие понятия, как химическая система, фаза, компонент, условия существования соединения. Здесь учение о составе смыкается с учением о химическом процессе (его подсистемой — учением о химическом равновесии). [c.8]

Теоретической основой физико-химического анализа послужили классические работы Дж. В. Гиббса (1873—1876), в которых автор, исходя из обоих начал термодинамики, вывел основные законы, которым подчиняются равновесия в гетерогенных системах, образованных двумя или несколькими компонентами, дал понятие о фазах и компонентах и установил правило фаз. [c.265]

Правило фаз Д. Гиббса установило закономерность, существующую в равновесиях между двумя или более веществами или целой системой веществ. Понятия о фазах и компонентах в связи с правилом фаз внесли единство и простоту при изучении сложных химических равновесий и послужили основанием для классификации сложных явлений. Это позволило объединить в одну стройную систему все данные, полученные при изучении многочисленных гетерогенных систем. На основе учения о фазах возникла новая наука, изучающая не отдельные оторванные друг от [c.331]

Вряд ли целесообразно, однако, применять понятие коллоидный электролит (так же, как, например, понятие дисперсность , стр. 6) столь широко, ибо мы понесем при этом неизбежную потерю конкретности его содержания. Поэтому мы исключим из этого понятия системы частиц (и других объектов), зерна которых обладают свойствами объемной фазы и отделены от окружающей среды четкой фазовой границей. [c.321]

Понятие состояние часто путают с понятием фаза, хотя они имеют разные значения. Слово фаза происходит от греческого внешность и используется для обозначения однородной и физически вьщеленной части системы. Фазы могут существовать в любом из трех состояний вещества. Чтобы пояснить сказанное, предположим, что мы поместили две несмешиваемые друг с другом жидкости, например бензин и воду, в общий сосуд (см. рис. 2.2). Обе жидкости находятся в одинаковом состоянии, но представляют собой отдельные фазы системы бензин —вода. Мы ясно различаем границу между двумя фазами, потому что бензин и вода обладают различными оптическими свойствами. Общепринятыми признаками, по которым судят о наличии различных фаз в системе, являются цвет, оптическая плотность (мера прозрачности), текстура и общий вид. Системы, содержащие более одной фазы, называются гетерогенными. [c.20]

Если система может быть однофазной, то чем различаются понятия система и фаза Какое максимальное число фаз в гомогенной системе Какое минимальное число фаз в гетерогенной системе [c.74]

Познакомимся теперь с понятиями — компонент, фаза и вариантность системы. [c.8]

Перейдем теперь к определению понятия о фазе. Фазой называется совокупность однородных систем, находящихся между собою в термодинамическом равновесии. Таким образом, равновесная гетерогенная система состоит из нескольких (минимум двух) фаз. Если в системе имеется несколько однородных частей, тождественных по составу и термодинамическим свойствам (экстенсивным, отнесенным к единице массы, или интенсивным), то все они образуют одну фазу. [c.19]

Принцип соответствия, который также был установлен Курнаковым [2], в общей форме может быть сформулирован следующим образом Каждому комплексу фаз, находящихся в данной системе в равновесии, соответствует на диаграмме определенный геометрический образ. Химическая диаграмма представляет собой замкнутый комплекс точек, линий, поверхностей и других геометрических образов, причем понятию комплекса в диаграмме соответствует понятие системы, и разные элементы первого находятся во взаимном однозначном соответствии с элементами последней. Это положение составляет сущность принципов соответствия. Применение этого принципа к некоторым диаграммам состояния двойных систем иллюстрировано в гл. VI и др. Дополним эти иллюстрации еще несколькими. [c.445]

Понятие о системах, фазах и компонентах. Диаграмма СОСТОЯНИЯ воды [c.7]

В химической кинетике часто пользуются понятиями система веществ (кратко просто система) и фазы — составные части систем. [c.76]

Равновесие гомогенных систем регулируется законом действующих масс. При равновесии гетерогенных систем этот закон имеет ограниченное применение. Равновесие в гетерогенных системах регулируется правилом фаз. Правило фаз было сформулировано в 1876 г. Гиббсом, а применение его к различным гетерогенным системам детально разработано Н. С. Курнаковым и его сотрудниками. Чтобы выяснить сущность правила фаз, сначала необходимо рассмотреть такие основные понятия, как фаза, компонент, степень свободы. [c.251]

При выводе уравнений, определяющих перенос компонента в газохроматографической системе, не делается заранее никаких предположений о природе неподвижной фазы и характере ее взаимодействия с молекулами вещества i. Поэтому не существует принципиальной разницы между распределением в собственном смысле этого понятия, т. е. поглощением молекул вещества I всем объемом фазы, если она представляет собой жидкость (неподвижную жидкость), и их связыванием только на поверхности раздела фаз путем адсорбции, если неподвижной фазой является твердое тело (адсорбент). В случае адсорбции понятие объема фазы применяется для элемента объема подвижной фазы, который взаимодействует с прилежащей поверхностью неподвижной фазы. Основные варианты процесса разделения характеризуются понятиями распределительная газожидкостная хроматография (ГЖХ, GL ) и адсорбционная газовая хроматография (ГАХ, GS ). [c.24]

Понятие о системах, фазах и компонентах. [c.13]

ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ В КОЛЛОИДАХ Коллоиды — гетерогенные системы. Понятие о фазе [c.231]

Правило фаз Гиббса установило закономерность, существующую в равновесиях между двумя или более веществами или целой системой веществ. Понятия о фазах и компонентах в связи с правилом фаз внесли единство и простоту при изучении сложных химических равновесий и послужили основанием для классификации сложных явлений . Правило фаз позволило объединить для классификации в одну стройную систему все данные, полученные при изучении многочисленных гетерогенных систем. На основе учения о фазах возникла новая наука, изучающая не отдельные оторванные друг от друга химические индивиды, а их совокупность, их взаимоотношения и превращения. Учение о фазах позволило решить проблему о равновесии неоднородных систем, построенных из нескольких фаз. [c.80]

На основе большого фактического материала им было точно найдено, что диаграммы состав — свойство с равным числом измерений (или одинаковым числом независимых переменных) имеют одинаковое топологическое строение, т. е. состоят из одинакового числа геометрических элементов. Диаграммы состав— свойство представляют замкнутый комплекс точек, линий, поверхностей и других геометрических образов. Понятие комплекса в химической диаграмме соответствует понятию системы , и разные элементы первого могут быть приведены во взаимно однозначное соответствие с элементами последней. Это возможно было осуществить, руководствуясь принципом соответствия. Принцип корреляции, или соответствия между химическими превращениями в равновесной системе и геометрическими свойствами диаграммы, является общим и одним из основных свойств химической диаграммы. Согласно названному принципу, отмечает Н. С. Курнаков, каждой фазе равновесной системы соответствует один определенный геометрический образ комплекса диаграммы свойств [1, стр. 64]. [c.198]

В металловедении широко используются понятия система , фаза , структура . Совокутшость фаз, находящихся в состоянии равновесия, на-зьтаюгг системой. Фазой называют однородные (гомогенные) сосгавньзе части системы, имеющие одинаковый состав, кристаллическое строение и свойства, одно и тоже агрегатное состояние и отделенные от составных частей поверхностями раздела. Под структурой понимают форму, размеры и характер взаимного расположения соответствующих фаз в металлах и сплавах. [c.17]

Общие понятия. Правило фаз. . . 2. Уравнение Клаузиуса — Клапейрона 3. Однокомпонентные системы. . . . 4. Двухкомнонентные системы. . . . [c.460]

В отличие от низкОмолекулярньГх кристалличес1 их веществ, полимеры не бывают полностью кристаллическими (поэтому кристаллизующиеся полимеры и получили название частично-кристаллических ), Доля объема полимера, занятая кристаллитами (геометрическая степень кристалличности) может меняться в широких пределах в зависимости от условий кристаллизации и строения макромолекулы. Остальная доля объема занята макромолекулами или сегментами макромолекул, не включенными в кристаллит и не образующими упорядоченных структур. Факт существования неупорядоченных областей в частично-кристаллических полимерах обнаруживается по диффузному гало на большеугловых рентгенограммах. Вследствие этого полимеры часто рассматривают как двухфазные системы или даже композитные материалы (кристаллиты, вмонтированные в аморфную матрицу). Однако понятие аморфная фаза здесь чисто условно [21, гл, 2 40, 41], поскольку четких границ между фазами не существует, и одни и те же молекулы могут принимать участие в образовании разных фаз . Переход кристаллита к аморфной части происходит не скачкообразно, а постепенно через ряд промежуточных форм упорядоченности [гл. И]. Степень порядка в переходных областях может быть и очень высока (приближаясь к степени упорядоченности кристаллитов, с которыми они соседствуют) и достаточно низка (как в расплаве). Вследствие этого свойства аморфных областей в частично-кристаллических полимерах заметно отличаются от свойств полимера, целиком находящегося в аморфном состоянии (см. разделы I. 2 и II. 2). [c.30]

При изучении различных хидшческих систем важную роль иг ает понятие фазь1. Фазой называется совокупность все.х однородных частей системы, обладающих одинаковым химическим составом н одинаковыми свойствами и отделенных от остальных частей системы поверхностью раздела. Например, жидкая вода представляет собой одну фазу, а система жидкая вода — лед содержит две фазы, которые, хотя и обладают одинаковым составом, различаются по свойствам [c.156]

ГЕТЕРОГЕННЫЕ СИСТЕМЫ —- физико-химические системы, состоягцие из двух или нескольких фаз. Г. с. имеют поверхности раздела, по к-рым соприкасаются одпородшле части системы (фазы), отличающиеся друг от друга по составу, свойствам или по тому и другому. Указанные отдельные части Г. с. должны иметь такие р413меры и содержать столь большое число частиц, чтобы можно было применить понятия теми-ры, давления, концентрации. Т. обр., Г. с. состоят из двух или более однородных частей, к-рые, но крайней мере, в принципе, могут быть механически отделены Х руг от друга. Примерами Г. с. могут служить вода и находящийся над ией водяной пар, насыщенный водный р-р соли с кристаллами той же соли в нем и водяным паром над ним, многие металлич. силавы, горные нороды (гранит) [c.434]

Системьг первого типа (лиофобные) состоят из частиц раздробленного — диспергированного вещества — дисперсной фазы и окружающей их среды, называемой дисперсионной. Системы второго типа (лиофильные) являются, как правило, однофазными (в термодинамическом смысле этого термина) к ним понятия дисперсная фаза, дисперсионная среда и название золь можно применять лишь условно. [c.10]

В отличие от истинных растворов коллоиды являются гетерогенными дисперсными системами . Гетерогенными называются системы, построенные из гомогенных частей (фаз), находящихся между собой в равноб10оии. Понятие о фазе ввел в физическую химию американский ученый В. Гиббс. Фаза — это понятие не химическое, а физическое. Вот почему говорят о твердой, жидкой или газообразной фазе. Обязательным признаком фазы является наличие резкой физической поверхности, образованной из множества молекул. В зависимости от числа фаз говорят о двух-, трех- и многофазной системе. [c.231]

Несколько слов о других новых терминах, с которыми мы столкнемся в этой главе. Мы уже пользовались понятием системы. Будем считать, что хилтчсская систсма полностью определена, если заданы совокупность веи еств, совокупность структурных элементов системы (фазовый состав), совокупность химических реакций, особенности обмена системы со средой и такие параметры системы и составляющих ее элементов, как температура, концентрации веществ и их распределение, а таклсе размеры элементов объемы отдельных фаз и величины поверхностей раздела фаз. [c.255]

Гетерогенные системы. Гетерогенными системами называются системы, в которых однородные части отделены друг от друга поверхностью раздела. Примерами таких систем являются, например, вода — лед, жидкость — пар. При рассмотрении гетерогенных систем пользуются понятиями число фаз Ф, число компонентов К, число степеней свободы С. Фазой называется однородная во всех точках по химическому составу и физическим свойствам часть системы, отделенная от других гомогенных частей системы поверхностью раздела. Наличие поверхности раздела является необходимым, но недостаточным признаком фазы. Так, например, однородные кристаллы ЫаС1 в насыщенном растворе составляют одну фазу. Числом независимых компонентов в системе называется наименьшее число индивидуальных веществ, при помощи которых можно определить состав каждой фазы в отдельности. В химической системе понятие вещество и компонент не идентичны. Вследствие того, что между компонентами могут протекать химические реакции, число компонентов сокращается на число протекающих реакций. Иначе говоря, число компонентов химической системы равно числу веществ, содержащихся в системе, за вычетом числа реакций, идущих между ними. Так, например, система Са0(тв)+С02(г) СаСОз(тв) характеризуется любыми двумя компонентами из трех. Числом степеней свободы системы называется число термодинамических параметров (температура, давление и концентрация), определяющих ее состояние, которое можно произвольно менять в определенных пределах без изменения числа фаз. Гетерогенные системы имеют большое практическое значение в металлургии, галургии и других областях. [c.78]

Правомерность применения этой теории основана па том, что введенное Гиббсом понятие о фазах как о массах веш,ества, однородных по составу и свойствам во всех своих частях, за исключением тонких поверхностных слоев, пе содержит каких-либо ограничений, относящихся к их молекулярной массе и строению [1]. Все представления о фазах (в том числе и о дисперсных фазах), о поверхностях раздела фаз, поверхностных слоях и поверхностных яв.ттениях в принципе применимы и к системам, содержащим высокомо.лекулярные соединения. [c.18]

Принцип соответствия, согласно Н. С. Курнакову, устанавливает, что каждому химическому индивиду или фазе переменного состава в системе отвечает определенный геометрический образ на диаграмме [1, с. 190]. Эта формулировка принципа соответствия, будучи по существу правильной, отличается некоторой ограниченностью. На самом деле понятие принципа соответствия более широкое. Геометрические образы на диаграммах отвечают не только образованию химических соединений (инди-видумов), но и фазовым превращениям каждому комплексу фаз отвечает определенный геометрический образ каждому характеру фазовых превращений отвечает сочетание определенных геометрических образов и т. д. Подробнее о супщости принципа соответствия остановимся при рассмотрении диаграмм состояния на конкретных примерах. Диаграмма состояния является, таким образом, топологическим отображением существующих в системе фаз и изменения свойств их с изменением параметров состояния (под топологическими отображениями в математике понимаются взаимооднозначные и взаимонепрерывные отображения). [c.15]