Определение температур кипения жидкости при различных давлениях

Работа 1. Определение температур кипения жидкости при различных давлениях [c.349]

Цель работы. Определение температур кипения смесей различного состава (для данной бинарной системы при данном давлении), установление равновесных концентраций паров и жидкостей и построение на основании опытных данных диаграмм температур а—с остав и состав пар а—с остав жидкости. [c.196]

Молекулярная масса хлора равна 71. Это желто-зеленый газ, в 2,5 раза тяжелее воздуха, критическая температура равна 144 С, температура кипения при атмосферном давлении - 35 °С. В промышленности используется в сжиженном виде. На рис. 5.5 дана доля мгновенно испарившейся жидкости в адиабатическом приближении для хлора при различных температурах. При температуре 15 °С эта доля составляет около 17%. Хлор сильно раздражает слизистые оболочки. При определении его токсичности получаются весьма противоречивые значения, хотя [c.374]

Аналогичный метод приближенного определения температуры кипения органических жидкостей разработал Пирсон [36], исходя из объема и формы молекул и учитывая ассоциацию молекул введением поправочного коэффициента. Уравнение для температур кипения, предложенное Эглофом, также дает возможность рассчитать температуру кипения без экспериментальных данных [37]. Если известны температуры кипения какого-либо вещества при двух различных давлениях и кривая давления паров эталонного вещества, то можно рассчитать с помощью правила Дюринга [38] полную кривую давления пара данного вещества. [c.65]

Цель работы. Измерение температур кипения смесей различного состава бинарной системы при заданном давлении, определение равновесных концентраций пара и жидкости для каждой смеси и построение диаграмм температура — состав и состав пара — состав жидкости. [c.162]

Часто пользуются определением точек кипения при разных давлениях. Кипение наступает тогда, когда давление пара данной жидкости достигает внешнего давления. Следовательно, зная давление в аппарате при каждом данном разрежении (манометр) и температуру кипения, отмечаемую до 360° С термометром, а в области более высоких температур, достигаемых обычно нагревом в электропечи, — термопарой, нетрудно пол чить давления пара для различных температур. [c.122]

Закономерности процесса теплоотдачи при естественной и искусственной циркуляции существенно различны. Интенсивность теплоотдачи при естественной циркуляции зависит от длины трубки, так как с изменением высоты трубки цри естественной циркуляции меняется скорость паро-жидкостной смеси. Она также зависит от гидростатического давления, величина которого влияет на положение точки закипания в трубе. Интенсивность кипения зависит от температуры жидкости, поступающей в трубу. Если жидкость переохлаждена по отнощению к температуре кипения в трубе, то вдоль определенной части длины трубки она только нагревается и доводится до температуры вскипания. Если жидкость перегрета, то немедленно после поступления в трубку в ней образуются пузырьки пара, которые оказывают весьма благоприятное влияние на теплоотдачу. В этом случае кипение происходит по всей длине трубки. [c.117]

При экспериментальном определении условий равновесия между жидкостью и паром возможны различные погрещности, которые могут быть разделены на две группы. К первой группе относятся случайные, несистематические погрещности. Они обусловлены неизбежной при экспериментальном исследовании неточностью определения состава фаз, а также измерения температур кипения и давлений. Ко второй группе относятся систематические погрешности, вызываемые применением загрязненных исходных веществ, несовершенством приборов для исследования равновесия или ошибками в методе исследования. Отсюда вытекает необходимость проверки экспериментальных данных о равновесии. Это в равной мере относится как к вновь получаемым данным, так и к данным, уже [c.154]

Недостатком формулы Дюринга является необходимость предварительного определения константы К. Для этого требуется точно знать температуры кипения изучаемой жидкости не менее чем при двух различных давлениях. [c.57]

Экспериментальное определение составов сосуществующих жидкости и пара, а также температур кипения или давлений насыщенных паров трудоемко. Кроме того, существующие методы исследования могут приводить к значительным погрешностям, как случайным, так и систематическим. Поэтому вопросы, связанные с проверкой и уточнением экспериментальных данных о фазовых равновесиях, представляют большой практический интерес. Следует отметить, что различных способов корреляции равновесных данных очень много и поэтому остановимся здесь только на наиболее распространенных. [c.285]

Жидкость закипает тогда, когда давление ее пара сделается равным внешнему давлению (обычно атмосферному). Чистое вещество при постоянном давлении кипит при строго определенной температуре. Смеси кипят при различных температурах. Поэтому температура кипения является характеристикой чистоты вещества. Вещество тем чище, чем меньше разница между температурой кипения вещества и температурой, при которой оно перегоняется. [c.41]

Под действием градиента давления и температуры жидкость, содержащая компоненты с различной температурой кипения, начинает испаряться, ступенчато выделяя в приосевую зону (газовую фазу) фракции с разными температурами начала кипения. В центробежном поле вихревой камеры начнется стратификация газового потока, что приведет к плотностной неоднородности газового потока по радиусу камеры. Последнее существенно изменит картину течения потока в газовом шнуре и распределение давления по его сечению, что и подтверждается уравнением (2). Для определения границы раздела фаз с радиальной координатой К необходимо воспользоваться следующими термодинамическими соображениями. Зная покомпонентный состав потока на входе в вихревую камеру, предварительно необходимо уточнить термодинамические условия начала кипения смеси, т е. оценить значения давления и температуры фазового перехода. Затем, используя выражение (1) строят полный профиль давлений в жидкой среде, по которому находят такое значение давления, при котором начинается кипение сырья, при данной температуре той фракции, до которой предполагается ректификация смеси. Значение радиуса, соответствующее этому значению давления, и принимается за / , поскольку именно на нем завершается сегрегация наиболее высококипяшей из отбираемых в газовой фазе фракций. [c.62]

Аппаратура и метод определения. На фиг. 11-1 показано устройство простого прибора, применяемого для определения стандартных точек кипения, которые были необходимы нам в работе по фракционированию. Объем образца, необходимого для проведения этих определений, составляет 20 мл, э измерение температуры может производиться ртутным термометром, термоэлементом или платиновым термометром сопротивления. Давление цри определении может быть атмосферным или регулируемым, отличающимся от атмосферного. Главным преимуществом этого прибора является то, что он позволяет определять а) точки кипения при желательном давлении углеводородной части фракций дистиллата, полученного при азеотропной перегонке, и б) точки кипения углеводородных дистиллатов, получаемых при обычной перегонке и определенном давлении,—при различных давлениях. Для точного определения точек кипения и упругостей паров соединений высокой степени очистки в наших работах применялся прибор, состоящий из кипятильника с электрообогревом, емкости для пара с входящим в нее в вертикальном положении карманом для платинового термометра сопротивления, и холодильника. Прибор устроен так, что конденсирующаяся жидкость стекает вниз по поверхности кармана для термометра, поддерживая хорошее термодинамическое равновесие между жидкой и газообразной фазами. Измерение температуры с помощью прецизионного моста Мюллера может про- [c.160]

При кипении парообразование происходит внутри самой жидкости и и н теней в нее в тех местах нагреваемого сосуда, где н а-грев больше. Испарение происходит при любой температуре с различной скоростью независимо от внешнего давления. Процесс кипения происходит при данном внешнем давлении при определенной температуре. [c.460]

На фиг. 8 представлены кривые парциальных давлений одного из компонентов бинарного неидеального раствора в функции мольного состава жидкой фазы для различных положительных отклонений от закона Рауля. При некоторых определенных значениях величин отклонений от свойств идеального раствора и, в частности, для систем, компоненты которых имеют близкие температуры кипения, кривая общего давления паров системы может иметь экстремальную точку. В этом случае раствор, состав которого отвечает максимуму или минимуму суммарной упругости паров, называется азеотропи-ческим раствором и характеризуется тем, что жидкость кипит при постоянной температуре и находится в равновесии с паром одного и того же с нею состава [7]. [c.17]

Такое различие в температурах кипения отдельных продуктов заставляет проводить процесс ректификации в различных случаях под различными давлениями. Так как температура кипения жидкости как мы только что видели, всецело зависит от окружающего давления, то, еошпвяя к ректи(1 икаиионной установке определенное заранее выбранное давление, мы тем самым можем заставить подвергаемые ректификации жидкости кипеть в пределах определенных температур, удобных для нас с точки зрения обогрева установки. Так например проводя ректификацию нитротолуолов под уменьшенны.м давлением, мы можем вести обогрев установки паро.м давления 7—10 ат, что оче- [c.26]

Давление, нроизводнгиое молекулами вещества в паровой фазе па стенки сосуда, принято называть упругостью пара данной жидкости. Упругость наров жидкости растет с повышением температуры. При определенной температуре, различной для каждой индивидуально жидкости, упругость ее паров достигает величины внешнего атмосферного давления. В этом случае парообразование происходит одновременно внутри и с новерхиости жидкости. Такой процесс называется кипением, а температура, соответствующая равенству упругости паров жидкости и внешнего атмосферного давления, температурой кипения жидкости. [c.19]

Ректификацией называют разделение смесей жидкостей, частично или полностью растворимых друг в друге и обладающих различными температурами кипения и парциальными давлениями паров. Фракционирование осуществляют обычно в колонных аппаратах путем многократных частичного испарения разделяемой смеси (бинарной или многокомнонентной) и конденсации образующихся паров (см. также определение нроцесса на стр. 38). [c.47]

Конденсация и испарение воздуха. Можно разделить жидкие смеси, используя различие температур кипения входящих в их состав веществ. Примем для упрощения, что воздух состоит только нз двух веществ кислорода и азота. Рассмотрим, что происходит при его конденсации и испарении, воспользовавшись диаграммой температур кипения азотокпслородных смесей под атмосферным давлением (рис. 98). На этой диаграмме кривая с надписью жидкость указывает температуры кипения смесей различного состава, а кривая с надписью газ —температуры конденсации газовых смесей. Например, точка / соответствует составу жидкого воздуха, содержащего 20,9% молярных кислорода. Состав газа, находящегося в равновесии с этой жидкостью, определится, если провести горизонталь из точки 1 до пересечения с кривой газ в точке газ содержит 93,8% азота и только 6,2% —кислорода. Точка 2 на кривой газ указывает температуру конденсации воздуха. Проведя горизонталь из этой точки до пересечения с кривой жидкость в точке 3, находим, что при конденсации воздуха образуется жидкость, содержащая 50,2% кислорода. Таким образом, при испарении жидкого воздуха газ обогащается азотом, так как он легче испаряется, чем кислород. При конденсации воздуха образуется жидкость, обогащенная кислородом, который легче сжижается, чем азот. (Определенные по диаграмме температуры и составы смесей относятся только к начальным моментам кипения жидкости и конденсации газа.) [c.116]

Целью работы является определение равновеап гх составов пара и жидкости при различных температурах и атмосферном давлении и построение диаграммы температура кипения состав для бинарной системы. [c.68]

Используя данные о коэффициентах теплоотдачи при пленочном кипении, можно оценить величину критической плотности теплового потока 1ф2 в неравенстве (7.53). Для этой оценки можно использовать понятие предельного перегрева жидкости по отношению к температуре насыш,ения Т-в, при котором жидкость становится нестабильной. Понятие о предельном перегреве жидкости введено в работах [128, 129]. Экспериментально установлено существование предельных перегревов различных жидкостей. При атмосферном давлении значения предельных перегревов для некоторых из них приведены в табл. 7.5. Величина Гдр является функцией давления насыщения. В первом приближении можно принять, что эта зависимость линейная, и для определения температуры предельного перегрева достаточно знать ее значения в двух точках при Рн = 0,1 МПа и в критической точке, в которой для любого вещества АГпр = О и, следовательно, 7 пр=7 кр. Тогда все промежуточные значения предельной температуры удобно отыскать и.з графика, аналогичного приведенному па рис. 7.8. [c.236]

Подобие критических явлений в объектах разной природы позволяет рассматривать их с единой точки зрения. В 19 веке наиболее полно были исследованы переходы пар - жидкость и газ - жидкость. В работах Ван-дер-Ваальса, Клаузиуса, Дитеричи было получено приведенное уравнение состояния и сформулирован закон соответственных состояний [12] для приведенных величин. Приведенные значения получают делением количественных значений свойств на критические свойства. Согласно закону соответственных состояний у сходных по природе веществ приведенное давление насыщенного пара является универсальной функцией температуры, а энтропия парообразования является универсальной функцией приведенной температуры (уточненное правило Трутона о равенстве отношений теплот парообразования различных жидкостей к их температурам кипения). Питцер и Гутенгейм развили теорию соответственных состояний для жидкостей. Для всех объектов существуют определенные физические величины, температурная зависимость которых вблизи точек переходов различной природы почти одинакова. Отсюда следует предположение об изоморфно-сти критических явлений термодинамические функции вблизи критических точек одинаковым образом зависят от температуры и параметра порядка при соответствующем выборе. термодинамических переменных. [c.21]

В качестве неподвижной фазы можно применять также различные жидкости. Наилучшими из них являются фталаты, такие, как дибутил-и диоктилфталат, трикрезилфосфат, высоконасыщенные углеводороды, полиэтиленгликоль, глицерин и кремнийорганические масла. Фталаты наиболее подходят для обычного анализа, хотя некоторые из них дают лучшее разделение лишь в определенных случаях. Кремнийорганические масла применяются при работе с высокими температурами. Селективное действие различных жидкостей (особенно органических соединений) удобно изучать графически. Для этого строится зависимость давления паров или температуры кипения от логарифма относительной удерживающей способности адсорбента, т. е. от отношения времени появления данной компоненты ко времени появления какого-либо вещества, принятого, за эталон [9, 47] (рис. 18.11). Различные гомологические ряды дают почти. тинейные зависимости такого рода. Это создает возможность проведения количественного анализа, если установлен тип органического соединения. [c.265]

Исторический обзор возникновения интереса к неводным растворителям, а следовательно, и к выяснению роли растворителя в природе растворов, дан в известных монографиях Вальдена 121 иЮ. И. Соловьева [3]. Еще в середине XVI в. Бойль заинтересовался способностью спирта растворять хлориды железа и меди. Позднее ряд химиков отмечает и использует растворяющую способность спирта. В 1796 г. русский химик Ловиц использует спирт для отделения хлоридов кальция и стронция от нерастворимого хлорида бария, как будто положив начало применению неводных растворителей в аналитических целях. В первой половине XIX в. подобные наблюдения и их практическое применение встречаются чаще, причем химики устанавливают случаи химического взаимодействия растворителя с растворенным веществом, показывая, что и в органических жидкостях могут образовываться сольваты (Грэхем, Дюма, Либих, Кульман). Основным свойством, которое при этом изучалось, была растворимость. В 80-х годах XIX в. Рауль, исследуя в целях определения молекулярных весов понижение температур замерзания и повышение температур кипения нри растворении, отмечает принципиальное сходство между водой и неводными средами. Но систематическое физико-химическое изучение неводных растворов наряду с водными начинается только в самом конце столетия, когда Каррара осуществляет измерение электропроводности растворов триэтилсульфония в ацетоне, метиловом, этиловом и бензиловом спиртах, а также ионизации различных кислот, оснований и солей в метиловом спирте. В этот же период М. С. Вревский проводит измерения теплоемкостей растворов хлорида кобальта в смесях воды и этилового спирта [4], а также давлений и состава паров над растворами десяти электролитов в смесях воды и метилового спирта [5]. Им впервые четко установлено явление высаливания спирта и определено как .. . следствие неравномерного взаимодействия соли с частицами растворителя . Несколько раньше на самый факт повышения общего давления пара при растворении хлорида натрия в смесях этанола и воды, на первый взгляд противоречащий закону Рауля, обратил внимание И. А. Каблуков [6]. Пожалуй, эти работы можно считать первыми, в которых подход к смешанным растворителям, к избирательной сольватации и к специфике гидратационной способности воды близок современному пониманию этих вопросов. Мы возвратимся к этому сопоставлению в гл. X. [c.24]

В практике различают простую и фракционную перегонки. При простой перегонке дестиллат собирается в один приемник. При фракционной — дестиллат разделяется на фракции с различными точками кипения.. Кроме этого, различают перегонку при атмосферном давлении, вакуумную (обычную) перегонку с водоструйным (10—20 мм Hg) или масляным насосом (1—2 мм Hg) и высоковакуумную перегонку (меньше 0,01 мм Нд). Для каждого случая характерны свои условия кипения. Перегонка при атмосферном давлении протекает при использовании обычных облегчителей кипения (см. стр. 58). Однако при 10—20 мм или при 1—2 мм они непригодны, поэтому для вакуумной перегонки применяют кипятильные капилляры (см. стр. 137). Высоковакуумная перегонка протекает без внешних явлений кипения, так как из-за полного отсутствия газа переход в парообразное состояние происходит только на поверхности жидкости. Поэтому пары могут быть сильно перегреты. Точное определение точки кипения имеет значение только в первом случае. Точка кипения при перегонке под атмосферным давлением в широких пределах остается постоянной независимо от скорости испарения. Температура кипения в вакууме 10—20 мм и 1—2 мм уже заметно возрастает с увеличением скорости испарения (из-за застоя паров). Температура кипения в высоком вакууме зависит не только от скорости испарения, но также и от других обстоятельств, например от высоты подъема паров, и практически может быть определена только при постоянных условиях. С этими основными вопросами можно ознакомиться у Рехенберга [105]. [c.126]

Чем же определяется число фаз, которые могут одновременно существовать при равновесии Для ответа на этот вопрос следует выяснить, какие причины или, как говорят физики, параметры влияют на равновесие между фазами. Очевидно, что это прежде всего температура и давление — при достижении определенной температуры твердое вещество переходит в жидкое состояние, при определенном давлении пара происходит кипение жидкостей. К числу таких параметров относятся также концентрации веществ в различных фазах. Мы уже видели, что увеличение концентрации растворенного вещества приводит к понижению температуры замерзания раствора и к изменению давления пара растворителя. Увеличивая концентрацию растворенного вещества, можно достичь насыщения, вследствие чего выпадет новая фаза. Однако в оп ределенном интервале концентраций и температур этр параметры можно произвольно менять так, что единст венной фазой остается ненасыщенный раствор. Каковс в общем случае число параметров в системе, которое можно произвольно менять без изменения в ней числе присутствующих фаз Рассмотрим в качестве примерг воду, находящуюся в сосуде под поршнем, на которьп оказывается определенное давление. [c.94]

Для определения состава жидкой фазы при телшературе кипения приготовлялись водные растворы сульфата аммопия и серной кислоты с различным отношением H2SO4 (NH4)2S04- Растворы нагревались в открытых жаростойких колбах при температуре кипения. По мере упаривания при различных температурах кипения для анализа отбирались пипеткой пробы жидкой фазы. Температура кипения растворов измерялась ртутными термометрами с ценой деления 1—2°. Шарик термометра погружался в кипящую жидкость. Для предупреждения перегревания в колбы бросались кусочки пористой кислотоупорной керамики. Все измерения производились нри атмосферном давлении. [c.144]

Цель большинства процессов переработки природных газов — извлечение определенных компонентов из газовых потоков. Любой процесс переработки осуществляется при постоянном контроле давления, температуры и соотношения между паровой и жидкой углеводородными фазами. При проектировании установок переработки газа или составлении спецификаций необходимо учитывать условия начала кипения и температуру конденсации продуктов, а такж поведение системы пар—жидкость в любой точке внутри фазовой оболочки. Расчеты обычно основываются на допущении равновесного состояния между фазами, т. е. такого состояния, при котором состав жидкости и пара, находящихся в контакте между собой, с течением времени не изменяется. В тех случаях, когда время контакта фаз недостаточно для установления равновесия, применяются различного рода коэффициенты, которые учитывают зависимость процесса от времени. Понятие равновесия не применимо для статических систем, так как скорости испарения и конденсации молекул в таких системах одинаковы и состав фаз практически не изменяется. [c.43]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология