Плотности жидкости и пара, находящихся в равновесии

Физические свойства. Чистая вода представляет собой бесцветную прозрачную жидкость без запаха и вкуса. Она существует в трех агрегатных состояниях твердое — лед, жидкое и газообразное — водяной пар. При О °С твердая и жидкая фазы находятся в состоянии динамического равновесия, поэтому температура плавления льда равна О °С. При 1(Ю °С в равновесии находятся жидкая и газообразная фазы. Температура кипения воды равна 100 °С. При - -4°С она имеет наибольшую плотность, равную 1 г/см . Выше или ниже этой температуры плотность воды меньше 1 г/см . Эта особенность отличает воду от всех других веществ, плотность которых с понижением температуры увеличивается. При переходе воды из жидкого в твердое состояние происходит увеличение объема и уменьшение плотности из 92 объемов жидкой воды образуется 100 объемов льда. Молекула воды полярна и построена по типу треугольника, в вершине которого находится электроотрицательный атом кислорода, а в углах оснований — водород. Валентный угол равен 104,5° (рис. 25). [c.162]

Изображенная на рис. 18-4 кривая зависимости равновесного давления пара от температуры не поднимается вверх бесконечно она резко обрывается в так называемой критической точке, которая для воды соответствует = 218 атм и 7 р т = 374°С. Когда вещество достигает этой точки, молярный объем его паровой фазы уменьшается из-за повышенного давления, а молярный объем жидкости, которая, будучи конденсированной фазой, менее восприимчива к изменениям давления, возрастает вследствие повышения температуры. Таким образом, по мере подъема вдоль кривой равновесия жидкость-пар, показанной на рис. 18-4, жидкая фаза расширяется, а паровая фаза, наоборот, сжимается. Вещество достигает критической точки, когда молярные объемы его жидкой и паровой фаз становятся одинаковыми, так что различие между двумя отдельными фазами исчезает. В критической точке Н2О находится в одной фазе и имеет молярный объем 57 см -моль тогда как жидкая вода (плотность 1 г-см ) имеет молярный объем 18 см моль а пары воды при 298 К-молярный объем 24450 см -моль . Следовательно, критическая точка достигается главным образом не за счет расширения жидкости, а за счет сжимания газа до тех пор, пока он не уменьшит свой молярный объем до молярного объема жидкости. [c.128]

Пар, находящийся в равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным. При равновесии устанавливается постоянная плотности пара, которая отвечает вполне определенному давлению. Это давление называют упругостью насыщенного пара. Упругость насы-ш,енного пара возрастает с повышением температуры. Состояние насыщенного пара очень неустойчиво. Малейшее изменение условий, в которых он находится, приводит либо к конденсации пара в жидкость, либо к дополнительному парообразованию. [c.33]

Парахор. Зависимость между поверхностным натяжением жидкости, плотностью жидкости с1ж и плотностью ее насыщенного пара с1 , с которым жидкость при данной температуре находится в равновесии, выражается уравнением [c.24]

Пар близок к состоянию насыщения, т. е. к превращению в жидкость. Насыщенный пар находится в равновесии с жидкостью, из которой он образуется, и имеет наибольшую плотность и упругость. Температура насыщенного пара зависит от давления его. Сухой насыщенный пар получается при полном испарении всей жидкости. Влажный насыщенный пар — смесь пара с мельчайшими взвешенными в нем капельками жидкости. Состояние влажного пара определяется давлением или температурой его и степенью сухости пара в смеси. Перегретый пар имеет температуру выше температуры насыщенного пара того же давления. Температура перегретого пара зависит от его давления и объема. [c.9]

Рис. V. 2, Г рафик для Ьпределе-Здесь Те — температура, при ко- ния критических температур торой жидкость находится в равновесии с насыщенным паром, а мольный объем пара равен 22 4 л А= Т е—Гкип — поправочный фактор (см. рис. V.2)- рш.кип — плотность жидкости при Гкип, г/см .

Расплавленная соль с микрофизической точки зрения представляет собой совокупность ионов, заключенных в некоторый объем его можно мыслить в виде прямоугольной призмы с непроницаемыми стенками (рис. 1). Поскольку все время будет рассматриваться состояние термодинамического равновесия, систему необходимо привести в тепловой контакт с большим тепловым резервуаром, или термостатом, характеризующимся абсолютной температурой Т. Будет предполагаться, что температура и суммарная плотность выбраны таким образом, чтобы конечные термодинамические состояния соответствовали жидкой фазе, которая характеризуется такими интенсивными величинами, как локальные плотности, постоянные во всех точках жидкой фазы. Гравитационные эффекты проявляются только в том, что в системе, содержащей жидкость и пар, более плотная фаза находится в нижней части сосуда. [c.80]

Плотность и давление насыщенного пара в присутствии жидкости не изменяются при изменении его объема при условии, что температура жидкости и пара остается неизменной. Насыщенный пар всегда находится в динамическом равновесии с жидкостью. [c.16]

Кипение протекает при постоянной температуре, называемой также температурой насыщения, поскольку пар, накапливающийся над кипящей жидкостью, имеет максимальную плотность и находится в равновесии с жидкостью, из которой он образуется. При температуре насыщения давление пара жидкости равно внешнему давлению. С изменением давления меняется и температура насыщения. Ниже приводятся некоторые сведения о температурах насыщения , однозначно определяемых для насыщенного пара внешним давлением (табл. 3.1). [c.134]

Жидкая фаза может находиться при сверхкритических условиях, когда нет отличия между жидкой и газообразной фазами. На фазовой диаграмме или диаграмме состояний температура — давление (рис. 2.4) линия АБ характеризует равновесие между твердой и паровой фазами линия сублимации), линия 8К (линия испарения) соответствует состояниям равновесия между жидкой Ж и паровой фазами, линия ЗВ линия плавления) определяет равновесие между твердым веществом и раствором (расплавом). Кривая равновесия жидкости и газа заканчивается в критической точке (точка К на рис. 2.4) например, для водяного пара критическое давление составляет 217,96 МПа, а критическая температура 372 °С. При этих условиях плотность пара становится равной плотности жидко- [c.41]

Часть молекул, оторвавшихся от поверхности жидкости и движущихся по разнообразным направлениям, впоследствии снова конденсируется, другая же часть остается в газообразной фазе. Таким образом, на поверхности жидкости всегда происходят одновременно два процесса испарение и конденсация. Если эти процессы происходят в замкнутом пространстве, то, в конце концов, скорости испарения и конденсации уравниваются, и между жидкой и газообразной фазами наступает состояние динамического равновесия. Давление, которое молекулы пара, находящегося в равновесии с жидкой фазой, оказывают на стенки сосуда и на поверхность жидкости, называется давлением насыщенного пара жидкости. В дальнейшем вместо термина давления насыщенного пара для сокращения применяется термин давление пара . Давление пара является функцией кинетической энергии молекул и числа их в единице объема (т. е. плотности). Последнее находит свое выражение в основной формуле кинетической теории газов [c.229]

Для возможности взаимообмена веществом и энергией между контактирующими жидкой и паровой фазами необходимо наличие так называемой разности фаз между ними, т. е. необходимо, чтобы взаимодействующие фазы не находились в состоянии равновесия, исключающем возможность какого бы то ни было процесса. В результате энергосбмена между контактирующими фазами выравниваются их температуры, а в результате массообмена концентрации фаз приобретают равновесные значения, и процесс взаимодействия фаз прекращается, система приходит в состояние установившегося равновесия. Благодаря имеющей место значительной разности в плотностях жидкости и пара, равновесные фазы легко могут быть разделены, и процесс продолжен дальше, путем нового контактирования этих фаз с другими жидкими и паровыми потоками, неравновесными с ними. Такое повторное, последовательное контактирование движущихся навстречу друг другу потоков, осуществляется в ректификационных колоннах на тарелках, представляющих собой единичные ступени контакта фаз. [c.67]

Р т. к. плотность жидкости в нормальной точке кипения, г1мл Те — температура, при которой жидкость находится в равновесии с насыщенным паром, причем в 22,4 л содержится 1 моль пара. [c.132]

Давление насыщенного пара жидкостей. Состояние системы жидкость — пар, при котором скорость испарения жидкости равна скорости конденсации пара, называется динамическим равновесием. Пар, находя-щиййя в динамическом равновесии с жидкостью, называется насыщенным. Давление и плотность насыщенного пара имеют наибольшее для данного вещества значение при данной температуре. В противном случае пар будет ненасыщенным. [c.46]

По мере того как температура повышается, поверхностное натяжение жидкости, находящейся в равновесии с собственным паром уменьшается и принимает нулевое значение в критической точке [47]. При приведенной температуре, равной 0,45—0,65, значения а для большинства органических жидкостей находятся в пределах от 20 до 40 дин/см, но для некоторых жидкостей высокой плотности, имеющих низкую молекулярную массу (таких как, например, формамид), а > > 50 дин/см. Для воды а = 72,8 дин/см при 20 ""С для жидких металлов значения с составляют 300—600 дин/см (например, ртуть при 20 °С имеет поверхностное натяжение около 476 дин/см). Новейшие экспериментальные значения поверхностного натяжения различных жидкостей после тщательной их оценки собрал Яспер [29]. [c.513]

Р т.к — ПЛОТНОСТЬ жидкости в нормальной точке кипения, г1мл tg — температура, при которой жидкость находится в равновесии с насыщенным паром, причем концентрация пара равна 1 моль/22,4 л. [c.142]

Диоксид (или двуокись) азота N02 — бурый ядовитый газ, обладающий характерным запахом. Он легко сгущается в красноватую жидкость (темп. кип. 21 °С), которая при охлаждении постепенно светлеет и при -11,2 °С замерзает, образуя бесцветную кристаллическую массу. При нагревании газообразного диоксида азота его окраска, наоборот, усиливается, а при 140°С становится почти черной. Изменение окраски диоксида азота при повышении температуры сопровождается и изменением его молекулярной массы. При низкой температуре плотность пара приблизительно отвечает удвоенной формуле N204. С повышением температуры плотность пара уменьшается и при 140 °С соответствует формуле N02. Бесцветные кристаллы, существующие при —11,2°С и ниже, состоят из молекул N204. По мере нагревания молекулы N2 О4 диссоциируют с образованием молекул темно-бурого диоксида азота полная диссоциация происходит при 140 °С. Таким образом, при температурах от -11,2 до 140 °С молекулы N02 и N204 находятся в равновесии друг с другом [c.436]

ЖИДКОСТИ — агрегатное состояние тела промежуточное между твердым и газообразным состояниями. По своей высокой плотности и малой сжимаемости, а также по наличию сильного межмоле-кулярного взаимодействия Ж. близ1 и к твердым телам и существенно отличаются от газов. Наряду с этим, изотропность, текучесть (способность легко изменять внешнюю форму под действием малых нагрузок) приближают их к газам. Вязкость Ж., в отличие от газон, резко падает с повышением температуры. Ж- ограничена со стороны низких температур переходом в твердое или стеклообразное состояние. Для каждого вещества характерна критическая температура, выше которой Ж. не может существовать в равновесии с собстпеиным паром. Под влиянием поверхностною натяжения Ж- стремится приобрести форму шара. Как правило, вещества имеют только одну жидкостную модификацию, за исключением некоторых веществ, для которых наблюдается как нормальная жидкая фаза, так и анизотропные фазы. Это жидкие кристалл , а также гелий, который может находиться в двух жидких фазах. Структура и физические свойства Ж- зависят от химической индивидуальности образующих ее частиц и от характера и интенсивности сил, действующих между ними. В Ж- существует т. наз. ближний порядок , проявляющийся в том, что число окружающих молекул и их взаимное расколожение в среднем для всех молекул одинаково. [c.97]

Жидкий аммиак—самое концентрированное азотное удобрение. Содержание азота в нем равно 82,3%. Жидкий аммиак из года в год находит все большее применение в качестве азотного удобрения. Жидкий аммиак получают путем сжижения газообразного аммиака под давлением. По внешнему виду это бесцветная подвижная жидкость плотностью 0,61 г/см . При хранении в открытых сосудах жидкий аммиак быстро испаряется с поглощением тепла, в результате чего происходит сильное охлаждение предметов, соприкасающихся с испаряющимся жидким аммиаком. Жидкий аммиак обладает высоким давленнем паров. При температуре воздуха 20° С давление паров аммиака, находящихся в равновесии с жидким аммиаком, равно 8,46 ат. По мере повышения температуры давление паров аммиака соответственно возрастает. [c.315]

Гораздо более сложным представляется строение жидкостей. Чтобы подойти к этому вопросу, рассмотрим случай, часто встречающийся в холодильной технике, когда в замкнутом сосуде имеется жидкость и ее пар, причем жидкость занимает нижнюю часть сосуда остальное пространство заполнено паром, который, как и всякий газ, заполняет все свободное пространство. Конечно, молекулы и в паре, и в жидкости находятся в непрерывном движении и могут вьшетать из жидкости в пар и, обратно, из пара залетать в жидкость. Однако между паром и жидкостью сохраняется при неизменной температуре резкая граница, и обмен молекулами не нарушает равновесия между этими двумя состояниями, только это равновесие имеет подвижный (динамический) характер. Резкая граница между паром и жидкостью разделяет два состояния, или две фазы вещества, йз которых парообразная характеризуется в тысячи раз меньшей плотностью, чем жидкая. В жидкой фазе среднее расстояние между молекулами в десятки раз меньше, чем в паре. Этим и объясняется различие в характере движения молекул в паре и жидкости. [c.9]

Для определения содержания В. т. применяют масс-спектрометрич. анализ воды (или лучше — выделенного из нес водорода) или измерение физич. величин, зависящих от концентрации О в воде. Чаще всего пользуются простыми и точными денсиметрич. методами нахождение плотности тщательно очищенной от примесей воды в пикнометре или по времени падения ее капли заданного объема в несмешивающойся с водой жидкости, или по темп-ре безразличного равновесия поплавка, флотирующего в ней. Последний метод позволяет находить изменения плотности в 0,3—0,5у (V = 1-10" г/с.и отвечает изменению содержания 0,00093% В). Применяют также измерение показателя преломления, темп-ры замерзания, вязкости, теплопроводности пара и др. При денопметрич. анализе нужно учитывать, что изменение плотности [c.308]

Ассоциация молекул воды за счет водородных связей. Уже давно предполагалось, что аномалии в физических свойствах воды вызваны тем, что молекулы этой жидкости ассоциируются, т. е. соединяются между собой слабыми силами притяжения. Однако эти силы притяжения все же заметно больше, чем вандерваальсовы силы, действующие в молекулах обычных жидкостей (стр. 145). На это же указывает и отклонение от правила Трутона (стр. 142). Эта константа воды необычно велика (25,9) по сравнению с константами жидкостей с неассоциироваиными молекулами (21,5). Молекулярный вес воды, растворенной в органических веществах, определенный криоскопическим методом, имеет более высокое значение, чем то, которое соответствует формуле НгО М = 18), что также указывает на ассоциацию, т. е. на существование молекул (НгО)г, (НгО)з и т. д., находящихся в равновесии друг с другом и с молекулами НгО. В газообразном состоянии молекулы воды не ассоциированы, так как на основании плотности паров воды при 100° известным методом (стр. 39) для воды находят обычный молекулярный вес. [c.330]