Равновесие между фазами и диаграмма состояния

V.7. 4. Равновесия между фазами для чистых веществ и диаграмма состояния [c.216]

Равновесия между различными фазами чистого вещества удобно представлять в виде фазовой диаграммы в координатах давление-температура. Отдельные участки фазовой диаграммы соответствуют условиям термодинамической устойчивости какой-либо одной фазы, эти участки разграничиваются кривыми, которые соответствуют областям равновесия между двумя фазами совокупность условий одновременного сосуществования трех фаз определяется точкой, где сходятся три кривые и которая называется тройной точкой. Согласно правилу фаз, для чистого вещества число / независимо изменяющихся параметров состояния, как, например, температура и давление, определяется соотношением / = 3 - р, где р-число имеющихся в наличии фаз. Принцип Ле Шателье предсказывает, что все кривые равновесий между двумя фазами должны иметь положительный тангенс угла наклона, за исключением межфазной кривой лед-вода (и еще нескольких веществ), отрицательный тангенс угла наклона которой обусловлен уменьшением объема льда при плавлении. Пользуясь фазовыми диаграммами, можно предсказать, ведет ли себя вещество при плавлении подобно воде либо сублимирует подобно твердому диоксиду углерода для этого требуется лишь знать, больше или меньше атмосферное давление, чем давление в тройной точке данного вешества. [c.148]

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 физических системах, т. е. в системах, составные части которых химически не взаимодействуют друг с другом, число независимых компонентов равно числу составных частей системы. В химических системах (составные части таких систем участвуют в химических реакциях) число независимых компонентов определяют по разности число составных частей минус число химических реакций, возможных в данной системе при заданных условиях. Фазовые равновесия изучают при помощи физико-химического анализа. Для этого устанавливают зависимость между измеримыми на опыте физическими свойствами (/пл, (кип, Л- плотностью и др.) и химическим составом систем. Изучение зависимости температуры кристаллизации (плавления) от состава системы составляет сущность термического анализа. Диаграммы состояния, построенные по данным термического анализа в координатах температура кристаллизации — состав, называются фазовыми диаграммами плавкости. Количество твердых фаз, образующихся при постепенном охлаждении расплавов заданного состава, определяют на основе фазовых диаграмм плавкости, руководствуясь правилом рычага или правилом отрезков (см. пример 1). [c.67]

На базе учения о химическом равновесии был разработан новый метод исследования химических систем — метод физико-химического анализа. Он основан на изучении зависимости физических свойств химической равновесной системы от факторов, определяющих ее равновесие. В качестве изучаемых свойств могут быть выбраны тепловые, объемные, электрические, магнитные, оптические и другие свойства. Обычно изучается один из факторов, определяющих состояние равновесия системы, — ее состав. Метод исследования химических взаимодействий веществ в системах, основанный на изучении изменения физических свойств системы с изменением ее состава и построении диаграмм состав — свойство, находит широкое применение, от метод после Ломоносова был широко использован Менделеевым и получил дальнейшее развитие в работах Д. П. Коновалова, И. Ф. Шредера, В. Ф. Алексеева и др. Особенно большой вклад в создание физико-химического анализа как самостоятельного метода исследования внес Н. С. Курнаков и его ученики. Многочисленные работы Курнакова по изучению металлических, органических и солевых систем показали, что физико-химический анализ является важным, а иногда и единственным методом исследования сложных систем. По определению Курнакова физико-химический анализ есть ...геометрический метод исследования химических превращений . Метод физико-химического анализа позволяет на основании изучения изменений физических свойств системы в зависимости от количественных изменений ее состава установить протекающие в системе качественные изменения, характер взаимодействия между компонентами, области существования и составы равновесных фаз. Для этого применяют геометрический анализ диаграмм состояния, построенных в координатах физическое свойство — фактор равновесия (Р, Т, состав). [c.337]

Диаграмма состояния системы, в которой образуются твердые растворы, состоит из двух кривых. Верхняя кривая (кривая ликвидуса) выражает состав расплава, находящегося в равновесии с кристаллами. Нижняя кривая (кривая солидуса) определяет состав кристаллов, находящихся в равновесии с расплавом. Следовательно, область над кривой ликвидуса отвечает условиям существования жидкой фазы, область под кривой солидуса - условиям существования твердого раствора, область, заключенная между обеими кривыми, соответствует сосуществованию жидкого расплава и смешанных кристаллов. Например, если охлаждать сплав серебра с золотом, содержащий 60% Аи (точка а), то из него начинают выделяться смешанные кристаллы, первая порция которых должна содержать 75% Аи (точка Ы). В ходе отвердевания состав насыщенного раствора (точка Ь) изменяется, он соответствует отрезку Ьс кривой ликвидуса, а состав отвечающей ему твердой фазы - отрезку bi кри- [c.311]

РАВНОВЕСИЕ МЕЖДУ ФАЗАМИ И ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ [c.105]

Диаграммы состояния, подобные рассмотренным в этой главе, отражают условия равновесия между фазами. Поэтому они в принципе могут быть построены теоретически, если известны зависимости парциальных свободных энергий компонентов от состава и температуры при данном давлении. Учение о связи между свободными энергиями компонентов и диаграммами состояния называется геометрической термодинамикой. [c.91]

Основной задачей физико-химического анализа является изучение фазовых равновесий и построение диаграмм состояния системы. В этой главе кратко рассматривается связь между диаграммами состояния, характеризующими равновесие между твердой и жидкой фазами, и процессами направленной кристаллизации, носящими в общем случае неравновесный характер. [c.7]

На рисунке 34 линия — Х1 является соединительной. Она связывает между собой точки, обозначающие состав жидкой и твердой фаз, которые находятся в равновесии при температуре Т . В данном примере концентрация компонента В в твердой фазе ниже, чем в жидкой. Если расплав хорошо перемешивается, скорость диффузии в твердой фазе достаточна для выравнивания состава кристаллов и охлаждение расплава проводится так медленно, что равновесие между фазами поддерживается на протяжении всего процесса охлаждения, например, до температуры То, то г/2 и Х2 будут обозначать равновесные концентрации компонента В в жидкой и твердой фазах нри указанной температуре. По достижении температуры Тд весь расплав закристаллизуется и, следовательно, состав кристаллов будет таким же, как и состав исходного расплава, т. е. концентрация компонента В в затвердевшем расплаве будет равна у . Если компоненты только частично смешиваются в твердом состоянии, то диаграмма плавкости имеет вид, изображенный на рис. 35. [c.179]

Представим себе жидкую смесь А + В состава, отвечающего линии Is. При охлаждении эта смесь остается жидкой, пока не достигнет температуры te. При этой температуре жидкая фаза исчезает полностью, а образующаяся твердая смесь имеет состав, который соответствует точке С, т. е. это эвтектическая смесь. Рассмотрим теперь смесь состава l s при температуре, соответствующей точке V. Если эту смесь охлаждать, то в тот момент, когда достигается температура t на кривой температур затвердевания ВС, начинает выделяться компонент В. При выделении твердого вещества В оставшаяся жидкость обогащается веществом А. Если температуру уменьшать еще больше, приближаясь к точке г, то выделяется больше В, а смесь обогащается ббльшим количеством А, так что оставшаяся жидкость имеет теперь состав, соответствующий точке f. На самом деле точка i не может быть достигнута (как состояние равновесия) и процесс охлаждения и выделение В происходят (при сохранении равновесия между фазами) путем бесконечных изменений, т. е. практически непрерывно. Когда в результате более сильного охлаждения достигается температура te, начинает выделяться также компонент А жидкая фаза полностью исчезает, а образующаяся твердая фаза, помимо твердого вещества В, содержит эвтектическую смесь. Подобное явление происходит, естественно, и тогда, когда начальная точка расположена на диаграмме левее линии Is. В этом случае твердая фаза наряду с эвтектической смесью содержит А. [c.165]

Если линии А " и (рис. 35 или 36) пересекаются выше оси составов, возникает еще одно трехфазное равновесие между фазами а, р и Если оно эвтектоидного типа а р - - 7, диаграммы состояния на рис, 35 и 36 переходят в диаграммы состояния на рис. 37 и 38. [c.51]

Диаграммы состояния изображают равновесия между всеми жидкими и твердыми фазами, образуемыми компонентами системы при различных концентрациях и температурах и постоянном давлении. При построении этих диаграмм системы изучаются (поскольку это возможно) во всем интервале концентраций, т. е. от чистого вещества А до чистого вещества В. Интервал температур, в котором проводится исследование, выбирается так, чтобы на диаграмме отражалось как равновесие жидких фаз с другими жидкими и твердыми фазами, так и превращения, протекающие 8 системе ниже температуры ее полного затвердевания. [c.224]

Мы уже знаем из предыдущего (стр. 40—41), что этим различным по характеру трехфазным равновесиям отвечает в диаграмме состояния разное взаимное расположение моновариантных линий. В случае эвтектического равновесия проекция линии жидкости (эвтектическая линия) на концентрационный треугольник лежит между проекциями линий твердых фаз. В случае перитектического равновесия проекция линии жидкости (пори-тектическая линия) лежит по одну сторону от проекций линий твердых растворов (ср. рис. 173). [c.207]

Фазовые равновесия. Общие закономерности, которым подчиняются равновесные гетерогенные системы, состоящие иа любого числа фаз и любого числа веществ, устанавливаются правилом фаз Гиббса. Руководствуясь правилом фаз, строят диаграммы, которые позволяют наглядно следить за состоянием системы при нагревании, охлаждении и при изменении ее состава. В фармации, пользуясь диаграммами состояния, можно определять оптимальные условия приготовления лекарственных форм с заданными свойствами. Изучение фазовых равновесий позволяет грамотно решать вопросы, связанные с очисткой лекарственных веществ перегонкой с водяным паром и разделением веществ ректификацией. С помощью фазовых диаграмм можно решать вопросы совместимости при изготовлении лекарственных форм и возможности химического взаимодействия между отдельными компонентами. [c.10]

Часто в однокомпонентных системах отдельные фазы представляют собой одно и то же вещество в различных агрегатных состояниях — твердом, жидком и газообразном. Каждому агрегатному состоянию, т. е. каждой фазе, отвечает определенная область диаграммы состояния вещества. Пограничные линии характеризуют равновесия а) между газообразной и жидкой фазами, б) между жидкой и твердой фазами, в) между твердой и газообразной фазами. Тройная точка показывает значения температуры и давления, при которых сосуществуют все три фазы, т. е. вещество во всех трех агрегатных состояниях. [c.136]

Двухфазные состояния воды представляются, как мы видели, линиями, разграничивающими соответствующие поля диаграммы. Число степеней свободы в этих случаях уменьшается до единицы (одновариантные системы), т. е. не изменяя числа или вида фаз, можно изменять произвольно (в известных пределах) только или температуру, нли давление, причем с изменением одного из этих параметров другой параметр тоже не сохраняет прежнего значения, а изменяется в соответствии с изменением первого. Так, можно изменить температуру равновесной системы из жидкой воды и ее насыщенного пара, но для того чтобы сохранить состояние равновесия между ними, необходимо допустить соответствующее изменение и давления. При понижении температуры часть пара конденсируется и давление понизится, а при повышении— некоторое количество воды испарится и давление пара повысится. То же относится и к равновесной двухфазной системе лед — пар. [c.249]

Процесс массообмена между паровым и жидким потоками в колонне может идти тогда, когда встречные (на одном уровне) потоки неравновесны, т. е. если между потоками имеется разность фаз. Состояния равновесия между потоками характеризуются на графиках, в том числе и на тепловой диаграмме, нодами. Встречные потоки на тепловой диаграмме изображаются рабочими линиями, сходящимися в полюсе 51 для укрепляющей секции и 5г — для отгонной секции. Наличие разности фаз между встречными потоками проявляется в том, что рабочие [c.326]

Бинодаль - кривая на диаграмме состояния смеси полимер - полимер или полимер - растворитель, отвечающая составу фаз, находящихся в равновесии при различных температурах. Является границей между стабильным и нестабильным состояниями смесей. Определяет границы равновесных состояний расслоившейся системы. [c.396]

Повторяя ход рассуждений аналогично приведенному выще для" любой другой тем-" пературы в интервале между Та и Тв, можно для каждой из них получить соответствующую пару сопряженных точек. Соединяя общими кривыми все и 5 и замыкая их в точках Та и Тв, получим простейший вариант фазовой диаграммы, характеризующей равновесие только двух фаз (рис. 49). В случае если равновесными фазами являются жидкая и твердая фазы, то данная диаграмма состояния характеризует равновесие системы, в которой образуются непрерывные ряды твердых и жидких растворов. Аналогичная картина характерна и для системы жидкость — пар. [c.275]

При изучении фазовых равновесий широко применяется графический метод — метод построения диаграмм состояния. Диаграмма состояния может быть построена на основании опытных данных для любого вещества она позволяет судить об устойчивости какой-либо одной фазы системы и об устойчивости равновесия между двумя или тремя фазами при заданных условиях. На рис. 53 представлена диаграмма состояния иодида серебра AgI, имеющего три кристаллические модификации А, Б и В. Каждой модификации, т. е. каждой фазе, отвечает определенная область диаграммы, отделенная от других областей линиями, характеризующими равновесия между двумя отдельными фазами. Так, например, линия / характеризует равновесие между кристаллическими модификациями А и Б. [c.135]

С частным случаем такого равновесия мы уже познакомились на примере равновесия вода — пар [уравнение (310)].-К равновесиям такого же рода можно отнести системы твердая фаза — расплав, твердая фаза — пар (сублимация), а также-равновесие между модификациями одного и того же соединения, например фазовый переход между ромбической и моноклинной серой. Равновесие между жидкостью и паром в координатах р — Т можно изобразить графически, исследуя зависимость равновесного давления пара над жидкостью от температуры. Если диаграмму р — Т расширить и поместить там зависимость температуры плавления от давления и давления пара от температуры сублимации, то получим диаграмму состояния рассмат]риваемого вещества (рис. Б.25). Ход всех этих кривых на р — Г-диаграмме определяется общим термодинамическим уравнением, известным как уравнение Клаузиуса — Клапейрона [его можно вывести из уравнения (276) и условия равновесия ёд = 0 вывод здесь не приводится] [c.275]

Система, состоящая из воды, пара и льда, относится к гетерогенным. Она состоит из трех фаз твердой, жидкой и газообразной. Все эти фазы находятся в равновесии при определенных условиях (параметрах). Следовательно, фазовая диаграмма состояния воды (рис. 23) показывает зависимость между давлением водяного пара и температурой, а также условия одновременного существования воды в различных фазах. Каждая точка на кривых диаграммы соответствует равновесию между двумя фазами. Кривая АО [c.69]

Лед IV располагается между льдами III и V и жидкой водой. Чтобы дать представление о размере, которой он занимает на диаграмме состояния, дадим значения температур и давлений двух тройных точек, где этот лед находится в равновесии с двумя другими фазами. Параметры этих точек таковы [c.55]

На диаграмме состояния системы, в которой образуются твер- дые растворы, имеются две кривые. Верхняя кривая (кривая ликвидуса) выражает состав расплава, находящегося в равновесии с кристаллами. Нижняя кривая (кривая солидуса) определяет состав кристаллов, находящихся в равновесии с расплавом. Поэтому область над кривой ликвидуса отвечает условиям существования жидкой фазы, область под кривой солидуса — условиям существования твердого раствора область между обеими кривыми со-ответствуеа сосуществованию жидкого сплава и смещанных кристаллов, Например, еслп охлаждать сплав, содержащий 60% Аи (точка а), то из него начинают выделяться смешанные кристаллы, первая порцпя которых должна содержать 75% Аи (точка ). В ходе отвердевания состав насыщенного раствора будет меняться, ои соответствует отрезку Ьс, кривой ликвидуса, а состав отвечающей ему твердой фазы — отрезку Ъ с кривой солидуса. Последняя капля жидкости будет пметь состав С, а равновесный ей кристалл— состав.с. Дальнейший отвод тепла приведет к охлажде-1ЖЮ твердого раствора (вертикаль ей). Нередко иа практике кривая солидуса отвечает неравновесным состояниям (пунктирная %-с [c.293]

Кривая 3 передает охлаждение смеси с большим содержанием В 60% А и 40% В, и поэтому кристаллизация А начнется при еще более низкой температуре. Вид кривой не отличается от рассмотренной для сплава с 75% А. Вообще охлаждение расплавов всех составов, содержащих больше 45% А, характеризуется кривыми, подобными кривым 2 или 3. Лишь для состава, точно отвечающего 45% А, т. е. точке Е, кривая охлаждения 4 имеет такой же вид, как для чистого вещества. Эта эвтектическая смесь имеет самую низкую температуру плавления. Соединив на диаграмме состояния точки, отвечающие площадкам и изломам на кривых охлаждения, получим линию Т1Е, которая называется линией ликвидуса. При температурах выше этой линии существует только однородная жидкость (область I). Линия ликвидуса Т Е показывает зависимость температуры плавления сплавов от состава и отвечает равновесию между кристаллами А и жидкостью. Горизонтальная прямая ТеТе называется линией солидуса. При температурах ниже этой линии существуют лишь твердые фазы (А и В) и отсутствует жидкость (область IV). Область II, ограниченная кривой Т Е, осью ординат и прямой ТеТе, отвечает двухфазным смесям кристаллы А+ +жидкость. Любой точке Я этой области, например, при температуре Тп соответствует равновесный расплав строго определенного состава — в данном случае содержащий 55% А. Это показывает перпендикуляр, опущенный на ось составов из точки пересечения горизонтали ТвЯЗ с линией ликвидуса. Отношение между массой твердой фазы /Птв и массой оставшейся жидкости т в двухфазной области передается правилом рычага [c.90]

Линия a k соответствует двухфазному равновесию между жидкостью и паром. Как уже указывалось, оно является моновариант-ным, т. е. характеризуется одной степенью свободы. Это означает, что можно произвольно изменять только один из параметров состояния— давление или тем пературу, тогда как другой определяется из диаграммы. Из диаграммы также следует, что линия a k характеризует зависимость давления насыщенного пара данного вещества от температуры и ее же можно трактовать как зависимость температуры кипения вещества от внешнего давления. В этой связи кривая a k получила название кривой кипения или кривой испарения. Со стороны повышенных температур и давлений эта кривая заканчивается в критической точке с координатами Ть и Ри, характеризующей такое состояние вещества, в котором исчезает различие между жидкостью и паром. Это состояние нонвариантное, так как к обычным условиям равновесия добавляется условие идентичности фаз, которое уменьшает число степеней свободы на единицу. Нонвариантными для данного вещества будут также критическое давление и критический объем. Обычно при значениях параметров, превышающих критические, принято говорить о состоянии надкритическом, однофазном, избегая приписывать этому состоянию наименование жидкость или пар. Точки, ограничивающей кривую a k снизу, со стороны пониженных температур и давлений, не существует. Жидкость может пребывать в переохлажденном состоянии ниже точки плавления а. Линия a k i, являющаяся участком кривой a k, пролонгированным за тройную точку в область твердого состояния S, изображает зависимость давления насыщенного пара от температуры над переохлажденной жидкостью. Переохлажденная жидкость менее устойчива, чем твердая фаза при той же температуре. Поэтому давление паров над переохлажденной жидкостью выше, чем над твердой фазой при той же температуре (кривая a k i лежит выше кривой а а ]). Однако такой критерий различной устойчивости фаз применим только к однокомпонентным системам. У двух- и многокомпонентных систем эти отношения сложнее. [c.265]

Как видим, появление дополнительно еще только одной жидкой фазы существенно усложняет общую картину фазового равновесия в двухкомпонентной системе. Очевидно, образование промежуточных твердых фаз в двухкомпонентной системе также должно внести самостоятельный элемент в диаграмму состояния. Как правило, промежуточные твердые фазы формируются на основе определенных химических соединений, которые могут плавиться конгруэнтно либо распадаться в результате перитектического превращения. Обсуждение характера концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала промежуточных, фаз следует вести в соответствии со строго термодинамически обоснованным понятием фазы. При этом требуется уточнение принадлежности растворов на основе существующих в системе определенных химических соединений к одной или разным фазам. Как известно, природа фаз определяется особенностями межмолекулярного взаимодействия. Последнее в первую очередь обусловлено сортом частиц, их образующих, так как именно природа частиц, образующих данную фазу, обусловливает величину и характер сил обменного взаимодействия, что приводит к формированию вполне определенных химических йязей. Если растворы и фазы различаются родом образующих их частиц (по сортности), то, следовательно, их химические составы (речь идет об истинных составах) качественно различны. Следствием этого является тот факт, что термодинамические характеристики фаз, различающихся родом частиц, описываются разными фундаментальными уравнениями. Это очень важное заключение с необходимостью приводит к выводу о том, что такие растворы даже в пределах одной гомогенной системы должны рассматриваться как самостоятельные фазы. Различие между зависимостями свойств растворов, имеющих качественно иные химические составы, от параметров состояния должно проявляться если не в виде функций, то по крайней мере в значениях постоянных величин, фигурирующих в уравнениях этих функций и отражающих специфику меж-частичного взаимодействия, а следовательно, и химическую природу сравниваемых растворов. В случае растворов или фаз переменного состава данному качественному составу или, иначе говоря, данному набору частиц по сорту отвечает конечный интервал Голичественных составов в данной системе, в пределах которого только и существует строго определенный единственный вид зависимости термодинамических и иных свойств от параметров состояния. Положение о том, что характер зависимости свойств от параметров состояния определяется качественным химическим составом, весьма существенно и названо А. В. Сторонкиным принципом качественного своеобразия определенных химических соединений. Значение этого принципа заключается в том, что его использование позволяет четко определить принадлежность рас- [c.293]

В основе геометрического анализа диаграмм состояния лежат два основных принципа, сформулированных Н. С. Курнаковым,— принцип непрерывности и принцип соответствия (корреляции). Первый из них состоит в том, что при непрерывном изменении параметров, определяющих состояние системы, свойства ее отдельных фаз и системы в целом при неизменности числа и характера фаз меняются непрерывно. Появление новых или исчезновение существующих фаз приводит к скачкообразному изменению свойств системы, так как здесь меняется число степеней свободы. При помощи этого принципа из анализа диаграмм свойство — состав (например, температура — состав) определяются число и характер фаз в системе, области их существования и особенности взаимодействия между ними. Второй принцип утверждает, что каждой фазе, фазовому равновесию и совокупности фаз на диаграммах состояния соответствует свой геометрический образ (см. табл. 26—30 рис. 57-68). [c.179]

С изменением экспериментальных условий (р, Т) равновесное состояние отдельных фаз и системы в целом изменяется. Характер этих изменений может быть описан с помощью термодинамических уравнений, а также графически с помощью диаграмм состояния и набором отдельных величин в виде таблиц. Для отдельных фаз в состоянии равновесия наблюдается четкая взаимосвязь между отдельными параметрами, которая представлена в виде уравнений состояния. [c.130]

Возможен другой тин трехфазного равновесия в системах, диаграмма состояния которых имеет вид, изображенный на рис. 90. При температуре в равновесии находятся три фазы—две твердые (а и р) и жидкая. Однако в отличие от систем с эвтектикой, в рассматриваемом случае состав жидкой фазы (точка А), сосуществующей с твердыми фазами, не является промежуточным между составами последних. В этом случае состав твердой фазы р, отвечающий точке на диаграмме с абсциссой и ординатой является промежуточным между составами жидкой фазы и твердой фазы а. Такая точка называется перитектической. Аналог таких систем это системы типа жидкость — жидкость — пар, в которых состав пара, находящегося [c.255]

При электрокристаллизадии сплавов, так же как и при кристаллизации из расплава, может происходить раздельная кристаллизация обоих компонентов или же образование твердых растворов и промежуточных фаз. Однако существенное различие состоит в том, что электролитически кристаллизующиеся сплавы чаще всего находятся в состоянии, которое не соответствует термодинамическому равновесию. Поэтому имеются также совершенно характерные различия по сравнению с диаграммой состояния соответствующего сплава. Часто состав отдельных фаз значительно отличается от диаграммы состояния. В сплавах, полученных путем электрокристаллизации, могут отсутствовать отдельные фазы диаграммы состояния или же при температуре электрокристаллизации появятся нестабильные фазы. Следует отметить, например, тот факт, что наличие или отсутствие растворимости в твердом состоянии между двумя одновременно выделяющимися металлами не зависит от того, что показывает диаграмма состояния сплава этих металлов. [c.75]

Вернемся к изотермическим разрезам тройной системы. Как было сказано на стр. 73, эти разрезы дают все необходимые сведения о составах вступающих в равновесие фаз и об их относительных количествах. В этом смысле изотермические разрезы ничем не отличаются от двойной диаграммы состояния. Однако сущест]зспное различие между ними состоит в том, что двойная диаграмма позволяет судить о равновесиях между фазами во всем диапазоне температур, тогда как данные, которые мы получаем из изотерхмического разреза, ограничены одной определенной температурой. Принципиальное различие между изотермическими и вертикальными разрезами ясно из изложенного выще. [c.75]

Нафевание жидкости, находящейся в равновесии с паром, при некоторых довольно строгих условиях, накладываемых на температуру, давление и объем системы, может приводить к внезапному исчезновению фаницы между жидкой и газовой фазой. Состояние вещества (или смеси веществ), возникающее при исчезновении различия между фазами, находящимися в равновесии друг с другом (например, между жидкостью и ее паром, между двумя жидкостями и др.), называют критическим состоянием. На фазовой диаграмме в этой точке кривая сосуществования жидкости и пара обрывается. Точка на термодинамической диаграмме, соответствующая критическому состоянию вещества, называется критической точкой. Критические состояния вещества свойственны не только системам с равновесием типа жидкость — ее насыщенный пар , но иногда также системам с равновесием несмешивающихся жидкостей и даже аморфнь[х или кристаллических твердых фаз. [c.169]

При температуре Т <Тр относительное расположение кривых концентрированной зависимости изобарно-изотермического потенциала таково (рис. 55,6), что к ним возможно провести две общие касательные а —Са и аг—а . Это обусловлено смещением промежуточной кривой<у > вниз в связи со стабилизацией а-фазы при охлаждении. Очевидно, положение общей касательной а й2 ограничивает интервал концентраций, в пределах которого стабильна смесь фаз а и Ь при данной температуре. Положение касательной аз—04 ограничивает при Т2 интервал устойчивости двухфазного равновесия а р. Путем проектирования общей касательной Аз—Й4 к температуре Га на диаграмме Т—х получим положение конноды а—определяющей составы равновесных фаз аир при данной температуре. Изменяя температуру в пределах между Гр и Тт.,А, можно описанным путем воспроизвести кривые ликвидуса и солидуса, ограничивающие интервал устойчивости двухфазного равновесия и соответствующие участки кривых сольвуса, ограничивающие положение области двухфазного равновесия ач р. Следует отметить, что при температуре Га в интервале концентраций между точками аа и аз кривая концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала а-фазы для каждого состава определяет наинизшее возможное значение этой функции, что и обусловливает стабильное однофазное состояние в этом концентрационном пределе при данной те.мпе- ратуре. Ниже температуры плавления компонента А кривая д(а) — хв) окажется всюду ниже кривой /(хв), что в конечном итоге обусловит возможность определения области единственного стабильного в этом температурном интервале двухфазного равновесия а+ р. В результате описанных построений на плоскости Т—X воспроизводится диаграмма состояния перитектического типа (рис. 55,а), которая наряду с эвтектической является важнейшей типовой диаграммой, ибо иллюстрирует один из главных типов сочетаний трехфазного равновесия с соответствующими двухфазными. [c.289]

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]

Диаграмма состояния воды в области невысоких давлений пред ставлена на рис. 1.6. Только при одном сочетании значений температуры и давления, а именно 0,0076 С и 610, 381 Па—трой ная точка (точка О на диаграмме), — одновременно сосущест вуют три фазы. Следует отметить, что температура 0°С, которую считают температурой плавления льда, отвечает равновесию между льдом и водой, насыщенной воздухом при давлении 1,013-10М 1а. [c.28]

Точка Z на диаграмме состояния Agi называется тройной точкой. В ней пересекаются все три кривые. Эта точка отвечает равновесию между тремя фазами А, Б и В. Число степеней свободы равновесной трехфазной системы равно нулю (С = 3 — Ф = 0). Система инвариантна. Условия равновесия (температура и давление) строго определены, и ни одно из них не может изменяться. [c.136]

Курнаков сформулировал два важных принципа, устанавливающих связь геометрических образов диаграммы с химическим состоянием системы. Принцип непрерывности устанавливает, что при непрерывном изменении давления, температуры, концентраций свойства отдельных фаз системы изменяются также непрерывно. Свойства всей системы в целом изменяются непрерывно лишь до тех пор, пока не изменится число или характер ее раз. При появлении новых или исчезновении имеющихся фаз свойства системы в целом меняются скачком. По принципу соответствия каждой совокупности фаз, находяи ихся в равновесии в данной системе, отвечает на диаграмме определенный геометрический образ. Так, в двухкомпонентной системе одной фазе на диаграмме соответствует участок плоскости, кристаллизации твердой фазы — кривая начала кристаллизации, равновесию между тремя фазами — точка пересечения кривых и т. д. Принципы непрерывности и соответствия и правило фаз облегчают анализ гетерогенных равновесий в многокомпонентных системах, для которых химические диаграммы имеют очень сложный вид. [c.167]

Из этого соотношения следует, что число сосуществующих в равновесии фаз не может быть больи е трех, так как число степеней свободы не может быть меньше нуля. В свою очередь число независимых переменных не может быть больше двух, так как число фаз не может быть меньше единицы. Поэтому для однокомпонентной системы зависимость между переменными можно выразить диаграммой на плоскости, а в качестве переменных выбрать температуру и давление ввиду того, что они более доступны непосредственному изменению. Понятие концентрации в такой системе лишено смысла. Плоская диаграмма состояния однокомпонентной системы позволяет определить возможное число и характер фаз при выбранных условиях. Но следует учитывать, что плоская диаграмма в координатах р — Т не отражает изменения объема системы при переходе от одной фазы к другой, между тем такие изменения могут быть весьма значительными, например при переходе жидкостей или кристаллов в пар. Чтобы изобразить графически зависимость между р, Т, о, необходимо использовать систему координат из трех взаимно перпендикулярных осей, каждая из которых отвечает значениям одной переменной. Рассмотрим примеры диаграмм однокомпонентных систем. [c.171]

Если система конденсирована, то небольшие давления мало отражаются на равновесии. Поэтому при исследовании конденсированных систем при атмосферном давлении, как это обычно делается, можно без ощутимой погрешности принять давление постоянным. Действительно, если ограничиться рассмотрением свойств системы при р= onst и выбрать это давление большим, чем давление насыщенных паров смесей любого состава, то в системе не будет газообразной фазы. Число переменных уменьшается до двух. Изображение зависимости между ними может быть выполнено на плоскости в координатах T=f X). Построенную диаграмму называют изобарической диаграммой равновесного состояния конденсированной системы. В литературе вместо этого точного, но слишком длинного термина обычно применяют более краткие, но неточные названия диаграмма состояния, диаграмма равновесия, концентрационно-температурная диаграмма, фазовая диаграмма, диаграмма [c.130]