Как изобразить фазовые равновесия. Фазовые диаграммы

Состояние системы в твердом, жидком и парообразном состояниях можно изобразить с помощью плоских или трехмерных графиков. Эти изображения называются диаграммами. Диаграмма, в которой по осям координат откладываются значения термодинамических параметров или функций состояния, называется термодинамической диаграммой. Если диаграмма несет информацию о фазовом состоянии вещества, то она называется фазовой диаграммой. Каждая точка на фазовой диаграмме, называемая фигуративной, или изображающей, несет информацию о фазовом состоянии вещества и значениях термодинамических параметров. Две фазы (или более) могут существовать в равновесной ситуации одновременно. Тогда они называются сосуществующими фазами. Например, твердая или жидкая фазы могут сосуществовать с газовой фазой. Нафевание твердого вещества сопровождается расплавлением, и все три фазы — твердая, жидкая и газовая, будут при некоторых строго определенных условиях по температуре и давлению существовать одновременно. Возможно одновременное сосуществование двух твердых и одной жидкой фазы. Точка на термодинамической диаграмме, соответствующая состоянию, в котором находятся в равновесии три фазы вещества, называется тройной точкой. Хорошо известна тройная точка воды при температуре около 273 К и давлении 1 бар. [c.163]

Закон Генри хорошо согласуется с данными опытов и для реальных газов при низких концентрациях растворенного газа, а также при малой растворимости газа. Для систем, не подчиняющихся закону Генри, можно пользоваться уравнением (3—68Т принимая коэффициент фазового равновесия переменной величиной, зависящей от состава раствора х при этом линия равновесия изобразится кривой, которую наносят на диаграмму у—х по опытным данным. [c.478]

Как изобразить фазовые равновесия. Фазовые диаграммы [c.197]

Х-2-9. Некоторое вещество существует в двух твердых модификациях а и р, а также в виде жидкости и пара. Под давлением 1 атм при низкой температуре а устойчивее, чем Р, а р при более высокой температуре переходит в жидкость а имеет плотность больше, а р меньше, чем жидкость. Метастабильного равновесия не наблюдается. Изобразите фазовую диаграмму давление — температура , указав значение каждой точки, линии и области. Включите в диаграмму каждую тройную точку, которая может наблюдаться. [c.95]

Наиболее распространен в инженерной практике второй метод — определение рабочей высоты массообменных аппаратов по требуемому числу так называемых теоретических тарелок, или теоретических ступеней контакта. Теоретической тарелкой называется однократный контакт взаимодействующих потоков, завершающийся достижением фазового равновесия. Этот метод расчета особенно нагляден применительно к секционированным, или ступенчатым, аппаратам (рис. 1Х-15, а). В последних одна из фаз (например, жидкая) стекает сверху вниз, последовательно проходя через некоторое число поперечных распределительных перегородок (тарелок), на каждой из которых удерживается слой жидкости определенной высоты. Избыток жидкости, поступающей с вышележащей тарелки, непрерывно стекает на нижележащую. Вторая фаза (например, газовая, паровая) движется вверх навстречу потоку жидкости, барботирует через все ее слои на тарелках и покидает аппарат в верхнем его сечении. Если предположить, что в результате интенсивного массообмена на каждой тарелке покидающие ее фазы приходят в равновесие, то рассматриваемый процесс можно изобразить в диаграмме у—х, начертив на ней предварительно равновесную и рабочую линии (рис. 1Х-15, б). [c.452]

Прежде всего выясним, как отражается наличие поверхностного фазового перехода на диаграммах поверхностного натяжения и состава поверхностного слоя. Для равновесия двух объемных фаз и поверхностного слоя число степеней свободы равно п и на единицу превосходит вариантность той же системы при наличии двух поверхностных фаз. Это значит, что на кривых зависимости поверхностного натяжения от температуры, давления и любых параметров состояния объемных фаз состояние равновесия двух объемных и двух поверхностных фаз изобразится одной точкой. Если мы, например, рассмотрим изотерму поверхностного натяжения, описываемую уравнением (V. 6), или зависимость поверхностного натяжения от температуры по уравнению (III. 1), то они будут иметь смысл до и после точки поверхностного фазового превращения, происходящего в нонвариантных условиях. Поскольку поверхностный фазовый переход приводит к качественному изменению состояния поверхностного слоя, на соответствующих кривых в точке перехода должен появиться излом. Оценим его величину по уравнениям (V. 6) и (III. 1). [c.363]

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]

Нарисуйте приближенную фазовую диаграмму равновесия твердое вешество-жидкость-пар для N2. Правильно изобразите наклоны каждой кривой, отметьте положения тройной и критической точек и отметьте нормальное значение атмосферного давления в земньгх условиях. Затем укажите на диаграмме точки, соответствующие [c.152]

Изучив структуру диаграммы фазового равновесия жидкость — пар разделяемой смеси и тем самым определив типы и взаимное расположение особых точек, а также ход разделяющих многообразий и число областей ректификации, нетрудно выявить возможные последовательности выделения конечных продуктов ректификации, а, следовательно, и варианты разделения данной смеси. Всю совокупность последовательностей выделения фракций в общем случае можно изобразить единым графом (рис. VIII, 5). Как видно, в случае разделения четырехкомпонентной зеотропной смеси каждый компонент является нераспределенным, т. е. целиком переходит в дистиллят илн кубовый продукт. Данный граф содержит необходимую информацию о возможных вариантах выделения фракций. Анализ этих вариантов с точки зрения чистоты и полноты выделения целевых продуктов в сочетании с технико-экономическими расчетами дает основу для выбора наиболее приемлемого варианта технологической схемы. [c.215]

С помощью термохимических расчетов, основанных на определении энтальпии, энтропии и свободной энергии в основной системе кремнезема, Мозесман и Питцер построили диаграмму фазовых равновесий для модификаций кремнезема (фиг. 433). Данные вычислялись по определениям Сосмана изменений объйиов з и величины изменений давление — температура по уравнению йР1йТ = Д5/ДК. Вызывает сомнение вопрос, можно ли такой способ расчета применять к превращениям типа р-кристобалита, которые протекают постепенно. Для превращения скачком этот метод достаточно надежен и представляется возможным. Точно так же допущение, согласно которому пограничные кривые можно приближенно изобразить прямыми линиями, отвечает результатам Бриджмена , по крайней мере при давлениях до нескольких тысяч атмосфер. Относительно условий устойчивости фаз можно считать очевидным, что кварц находится в состоянии устойчивого равновесия с расплавом при умеренно высоких давлениях, в тройной точке кварц —кристобалит —расплав при 1715 10 Ч] и 1160 500 атм. Вторая тройная точка кристобалит — [c.405]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология