Давление и равновесные состояния

Рис. 1У.2. Мыслимые изменения изобарного потенциала в системе, сохраняющей постоянные температуру и давление. (Равновесному состоянию отвечает минимум О = Я — Т )

Активность катализатора определяет собой степень ускорения данной реакции по сравнению с протеканием ее без катализатора при тех же условиях. Так, например, скорость окисления сернистого газа на платиновом катализаторе при / = 500—600° С увеличивается в сотни тысяч раз ( 10 раз) по сравнению со с1<оростью этого процесса, протекающего без катализатора, на ванадиевых — несколько меньше, а на железных—еще меньше реа.кция окисления аммиака до окиси азота без катализаторов ничтожно мала, в присутствии же платино-радиевых катализаторов она ускоряется в миллионы раз и заканчивается в десятитысячные доли секунды если реакция синтеза аммиака при 450° С и давлении 300—500 атм достигает равновесного состояния без катализатора через несколько часов, то в присутствии одних катализаторов при тех же условиях равновесие наступает через несколько минут, в присутствии других — через несколько секунд, в присутствии третьих процесс синтеза заканчивается и доли секунды. [c.230]

Для дальнейшего нам важно показать, что вещество вблизи к. т. близко к безразличному равновесию относительно изменений экстенсивных параметров (плотность, концентрация, энтропия). Рассмотрим конкретно однокомпонентную систему. При заданных значениях температуры и давления равновесному состоянию соответствует минимум химического потенциала л (удельный термодинамический потенциал Гиббса). Это позволяет сравнить относительную стабильность фаз с различной плотностью. Рассматриваемые фазы должны удовлетворять условиям внутренней устойчивости [c.118]

Рассмотрим теперь, от каких физических причин зависит смачивание или несмачивание поверхности. Для этого следует обратиться к анализу изотерм расклинивающего давления смачивающих пленок воды, показанных на рис. 13.3. Кривыми 1—3 здесь изображены зависимости толщины h водных пленок от расклинивающего давления, или, что то же, от капиллярного давления равновесного с пленкой мениска. Кривая 1 относится к пленкам воды на поверхности кварца. Точками показаны экспериментальные данные, сплошная кривая представляет собой рассчитанную теоретически изотерму, учитывающую действие в пленке трех составляющих расклинивающего давления молекулярной Пт, электростатической Пе и структурной Hs [47]. Ветви изотермы, где dU/dh<.0, отвечают устойчивым состояниям пленки. Пленки воды на кварце в области h между 60 и 10 нм (кривая 1) неустойчивы и не реализуются. При постепенном утончении водных пленок вначале возникает метастабильное состояние толстых (/г>100 нм) -пленок. Время их перехода в термодинамически устойчивое состояние тонких -пленок зависит от близости капиллярного давления к критическому Р и от площади -пленок. Чем площадь больше, тем выше вероятность образования в -пленке зародыша а-фазы. Существование толстых -пленок воды обусловлено силами электростатического отталкивания заряженных поверхностей пленки (Пе>0). Так как в этом случае По/го-ЬА>0, -пленки полностью смачиваются водой. Ниже для этого случая будут сопоставлены экспериментальные значения /г с теоретическими, рассчитанными по уравнению (13.9). [c.216]

И может быть сведено к минимальному значению увеличением Однако отношение давления при равновесии с горячей нитью (и, следовательно, неактивной) к давлению равновесного состояния при адсорбции на нити в отсутствие выделения газа со стенок или с образца равно [c.117]

Так как объем газов при протекании этих экзотермических реакций уменьшается, то согласно принципу Ле Шателье с повышением давления равновесие сдвигается в сторону образования азотной кислоты, а с повышением температуры, наоборот, в сторону ее разложения. Кроме температуры и давления, равновесное состояние в этой реакции зависит также от концентрации образующейся кислоты. Чем меньше ее концентрация, тем больше степень превращения, например, двуокиси азота в азотную кислоту, и наоборот, с повышением концентрации степень превращения уменьшается (рис. 31). [c.77]

Согласно правилу фаз, трехкомпонентная двухфазная система, разделяющаяся в конденсаторе колонны на находящиеся в равновесии пары ректификата в смеси с водяным паром и жидкий остаток, т. е. орошение, обладает тремя степенями свободы. Любая совокупность любых трех интенсивных свойств рассматриваемой системы характеризует какое-то одно, вполне определенное и единственное равновесное состояние. Интенсивными свойствами этой системы, которыми может задаваться проектировщик, рассчитывающий колонну, являются температура д системы, составы ее равновесных жидкой и паровой г/д фаз, суммарное давление р, развиваемое компонентами системы, парциальное давление рг водяного пара или парциальное давление р углеводородов в паровой фазе, относительное количество водяного нара 2/0 и т. д. [c.237]

Г. Льюис и М. Рендалл для учета влияния отклонения реальных газов от равновесного состояния идеальных газов ввели понятие об эффективном давлении — летучести (фугитивности). Замена упругостей летучестью в уравнениях фазовых переходов несколько приближает расчетные данные к экспериментальным. [c.215]

Однако, если эти же процессы проводить бесконечно медленно, при непрерывном изменении давления или температуры, то можно заставить систему пройти через последовательность бесконечно близких равновесных состояний, фигуративные точки которых расположатся на соответствующих изобарных или изотермических кривых равновесия. [c.40]

Так, например, если взять сосуд ири температуре около 200° С и заполнить его до давления в 1 ат равновесной смесью циклогексана, бензола и водорода, а затем быстро нагреть эту смесь до 300 С, то циклогексан почти нацело превратится в бензол по реакции СдН з —> С Н - -+ ЗН2. Если после этого сосуд опять также быстро охладить до 200° С, то система возвратится в свое первоначальное равновесное состояние. [c.90]

Вычисления усложняются тем, что необходимо применять истинное давление паров, а не давление насыщенных паров по Рейду, и содержание компонентов должно быть выражено в мольных долях. Но даже при использовании этих данных расчет будет не точен, так как смесь ведет себя не как идеальный раствор. Истинное давление пара всегда больще величины, определяемой в бомбе Рейда. Это объясняется тем, что в бомбе Рейда равновесное состояние между паровой и жидкой фазами достигается в результате испарения из образца бензина части низкокипящих фракций. При оценке общего давления насыщенных паров по Рейду не учитываются те наиболее низкокипящие фракции, которые испарились и заполнили паровое пространство испытательной аппаратуры. Отношение истинного давления пара к давлению насыщенных паров по Рейду для газового бензина может колебаться от 1,03 до 1,14, в среднем, составляя 1,09, а для обычных бензинов — от 1,03 до 1,45 при средней величине 1,07 [9]. [c.176]

Адсорбцию проводят следующим образом. Из ампулы 6 осторожно вводят в систему небольшую порцию спирта и с наступлением равновесного состояния измеряют растяжение спиралей и перепад давления по манометру 5. Затем вводят следующую порцию адсорбата и делают новые замеры и т. д. [c.78]

Все явления в растворах, рассмотренные ранее в этом разделе, относились к равновесным состояниям каждой гомогенной фазы переменного состава (раствора) и к равновесиям раствора с другими фазами (пар, твердое вещество). Равновесие осуществляется при обязательном равенстве температур и давлений во всех частях всех фаз, составляющих систему, и при постоянстве состава во всех участках одной фазы. При наличии же разностей химических потенциалов компонентов между участками одной фазы или между разными фазами эти компоненты диффундируют в направлении падения своего химического потенциала до тех пор, пока различие в величинах химических потенциалов в разных частях системы не ликвидируется, т. е. пока не будет достигнут одинаковый состав во всех участках внутри каждой фазы и равновесное распределение компонентов между фазами. Необходимым условием для достижения такого равновесия является возможность свобод- [c.240]

Изменение температуры системы, находящейся в состоянии равновесия, концентрации ее составных частей, а в некоторых случаях и давления приводит к нарушению равенства скоростей прямой и обратной реакций. Такое состояние продолжается недолго. Через некоторое время равенство скоростей вновь восстанавливается. Однако новое состояние равновесия смещено относительно первоначального в направлении той реакции, которая временно протекала с большей скоростью. Такой переход от одного равновесного состояния к другому называется смещением или сдвигом равновесия. [c.91]

При проведении испытания в системе с помощью уравнительной склянки 11 создают сифон и оставляют в бюретке 2 необходимый объем воздуха. Затем испытуемое топливо сливают из пипетки 8 в бюретку. После достижения равновесного состояния измеряют объем образовавшейся паровоздушной смеси. Давление насыщенных паров бензина Р ас рассчитывают по формуле [c.28]

Давление пара над растворами. В результате естественного процесса испарения над жидкостью образуется пар, давление которого можно измерить с помощью манометра (рис, 2.25). Эндотермический процесс испарения обратим одновременно с ним протекает экзотермический процесс конденсации. При определенных условиях устанавливается равновесие (Д0 = 0). Равновесное состояние системы жидкость — пар прн данной температуре характеризуется давлением насыщенного пара. [c.240]

Толщина незамерзающих прослоек к зависит от температуры, внешнего давления р и расклинивающего давления П. В работах [32, 318] определен качественный ход изотермы к(р), исходя из зависимости температуры фазового равновесия от давления на закрытую грань кристалла [319], и ход изотермы /г(П)—на основе теории поверхностных сил [42]. Равновесная толщина незамерзающей прослойки определяется точкой пересечения изотерм Н(р — ро) и /г(П), когда (р — ро) = = П. При каждой заданной температуре Т = Т и давлении ро устанавливается единственно возможная толщина равновесной прослойки и отвечающее ей значение гидростатического давления р = 11 + ро. При невыполнении одного из этих условий равновесное состояние нарушается и ледяная пластина будет либо расти, либо таять. [c.107]

Из полученных уравнений видно, что числитель представляет собой разность парциальных давлений в данном и равновесном состоянии, а знаменатель описывает равновесную адсорбцию каждого компонента на катализаторе. Показатель степени парциального давления каждого компонента, фигурирующего в числителе, равен числу молекул, принимающих участие в процессе адсорбции, независимо от того, является ли адсорбция самым медленным процессом или нет. Например, для реакции вида Л + 5, в которой адсорбция протекает согласно уравнению А + / А/, разность парциальных давлений [c.120]

Для теоретической тарелки принимается, что время пребывания или, что то же самое, время контакта фаз достаточно велико по сравнению со временем, требуемым для достижения равновесия. При этом фазы перемешиваются идеально, а время пребывания элементов потока одинаковое. В реальных условиях неравномерность распределения элементов потока по времени пребывания обусловлена в первую очередь неравномерностью профиля скоростей турбулизацией потоков различием скоростей переноса отдельных компонентов градиентами температуры и давления. Поэтому при заданных конструктивных характеристиках аппарата время контакта фаз, определяемое гидродинамической структурой потоков, может оказаться недостаточным для того, чтобы привести потоки в равновесие. В связи с указанным время пребывания жидкости на тарелке является важнейшим параметром для характеристики завершенности процесса массопереноса и в общем случае в сложной функциональной зависимости от гидродинамики потоков, физико-химических свойств разделяемой смеси. Ясно, что при отклонении гидродинамических условий от идеальных обеспечение максимально возможного приближения к равновесному состоянию приводит к существенным дополнительным капитальным и эксплуатационным затратам. [c.86]

Присутствие инертных газов уменьшает степень превращения и процентное содержание аммиака в равновесном состоянии. Соответствующие зависимости представлены на рис. 1У-3. Уменьшение степени превращения в зависимости от содержания аммиака в исходной смеси показано на рис. 1У-4. При заданной температуре повышение давления увеличивает процент аммиака в выходящем газе. Действующие реакторы работают при давлениях от 200 до 1000 ат. В указанном диапазоне температур и давлений равновесное содержание ЫНз составляет от 9 до 75%. [c.319]

Давление, которое развивают зары в условиях равновесного состояния с жидкостью при данной температуре, называется давлением насыщенных паров жидкости. С повышением температуры давление насыщенных паров возрастает. [c.37]

Здесь и далее верхний индекс означает равновесное состояние чистого компонента за мембраной. Величину р, принято называть мембранным парциальным давлением [1], причем для газовых смесей, подчиняющихся закону Гиббса — Дальтона, имеем [c.230]

Вакуум в печи создается специально как способ для осуществления некоторых термотехнологических процессов, которые невозможно провести в плотной газовой среде, или как средство для защиты во время их получения или термической обработки. В вакууме взаимодействие металла с внешней газовой средой замедляется и практически прекращается при достижении глубокого вакуума. Снижение внешнего давления над металлом благоприятствует выделению из расплава растворенных газов и устраняет возможность окисления металлов. В особо благоприятных условиях становится возможным восстановление металлов и оксидов. Например, в обычных условиях при атмосферном давлении процесс восстановления оксида магния углеродом не протекает, но становится возможным в вакууме. При наличии восстановителя в разреженном пространстве оксид магния становится непрочным соединением. Равновесие взаимодействия углерода с оксидом магния смещается в сторону образования элементарного магния MgO + С Mg (г.) + СО (г.). Причиной этого является высокое давление насыщенных паров магния, вследствие чего в глубоком вакууме он находится в парообразном состоянии и постоянно выводится из равновесного состояния отсасывающей системой, что способствует распаду MgO. [c.78]

В обратимом процессе через некоторое время устанавливается равновесие. Равновесным состоянием называется такое термодинамическое состояние системы, которое при постоянных внешних условиях не изменяется во времени, причем стабильность характеристик системы (состав, давление и др.) не обусловлено протека- [c.174]

Мениск смачивающей жидкости контактирует при этом со смачивающей пленкой, равновесная толщина которой Ло определяется уравнением изотермы П(/г). Значение ко отвечает расклинивающему давлению, равному капиллярному давлению равновесного мениска По =. Ра . Между объемной частью мениска с постоянной (в пренебрежении силой тяжести) кривизной поверхности Ко = Рк1а (где о —поверхностное натяжение) и плоской смачивающей пленкой образуется переходная зона 2 (см. рис. 13.1), где действуют одновременно капиллярные силы, вызванные кривизной поверхности слоя жидкости, и поверхностные силы, связанные с дальнодействующпм полем подложки. В состоянии равновесия из условия постоянства давления во всех частях системы получим [c.211]

Вибрации, интенсивность которых зависит от развития кавитации. Как во всяком явлении равновесия фаз, конденсация пара в полостях происходит с запаздыванием, вследствие чего возврат к равновесному состоянию совершается резко и охватывает большую часть паровой полости. Паровые полости как бы дышат — надуваются и сжимаются. Это явление на различных лопастях может быть сдвинуто по фазе, и тогда колебания давления могут суммироваться в ненулевую результирующую поперечную силу, действующую на ротор и вызывающую вибрации [23]. [c.147]

Согласно правилу фаз равновесное состояние системы прн наличии трех компонентов К = 3 (инертный газ, поглощаемый газ, абсорбент) и двух фаз Ф = 2 (газ — жидкость) определяется значениями трех параметров (Л/ = К-г2 — Ф = 3 + 2 — 2=3). В качестве таких параметров обычно фиксируют концентрацию в жидкости х, парциальное давление над жидкостью и температуру /. Равновесное распределение поглощаемого компонента между двумя фазами определяется указанными параметрами. При малых концентрациях распределяемого компонента связь между параметрами и л ири данной температуре выражается в форме закона Генри [c.13]

Кривая НП представляет собой равновесную линию между твердой и жидкой фазами. Примером такого равновесного состояния является лед, который тает при 0° С и атмосферном давлении. [c.23]

Карбонил-боран получен Бёргом и Шлезингером [103] при взаимодействии диборана и большого избытка окиси углерода под давлением. Равновесное состояние достигается быстро при 100° [c.155]

Система, разделяющаяся в кипятильнике колонны на пары Gr и жпдкпй остаток R, состоит из трех компонентов а, w и Z, пз которых первые два присутствуют в обеих фазах, а третий только в паровой. Для реализации равновесного состояния в такой двухфазной трехкомпонентной системе необходимо зафиксировать три ее интенсивных свойства. Произвольная совокупность любых трех интенсивных свойств рассматриваемой системы характеризует какое-то одно, вполне определенное и единственное равновесное состояние. Интенсивными свойствами этой системы, которыми может задаваться проектировщик, рассчитывающий колонну, являются температура системы д, составы жидкой Xr и паровой Ur равновесных фаз, суммарное давление р, развиваемое компонентами системы, парциальное давление pz перегретого водяного пара или сумма р парциальных давлений углеводородов, относительное количество перегретого водяного пара ZIR п т. д. [c.232]

Если реагирующие под давлением 50—300 ат газы, достигшие равновесного состояния в контактной камере, пропустить затем через конденсатор при 20° С, то практически весь метанол сконденсируется (так как упругость царов жидкого метанола при указанной температуре приблизительно равна 0,13 ат), а [c.353]

При изменении условий протекания реакции (температуры, давления, концентрации какого-либо из участвующих в реакции веществ) скорости прямого и обратного процессов изменяются неодинаково, и химическое равновесие нарушается, В результате преимущественного протекания реакции в одном из возможных направлений устананливается состояние нового химического равновесия, отличающееся от исходного. Процесс перехода от одного равновесного состояния к новому равновесию называется смещением химического равновесия. Направление этого смещения нодчиняется принципу Ле Шателье [c.97]

При внесении растворяемого вещества в растворитель процесс )астворения идет самопроизвольно (АО < 0) и раствор остается ненасыщенным. Когда энтальпийный и энтропийный факторы процесса станут, одинаковыми, т. е. АС = О, система окажется в состоянии истинного равновесия. Раствор становится насьго енньш. В такой системе неопределенно долго могут сосуществовать без каких-либо изменений ра створ и избыток растворяемого вещества. Равновесное состояние может быть нарушено только в результате изменения температуры, давления нли введения других веществ. [c.233]

Процесс растворения идет самопроизвольно (АОсО) и раствор остается ненасыщенным. Когда энтальпийный и энтропийный факторы в уравнении (П. 10) станут одинаковыми, т. е. ДО = О, система окажется в состоянии истинного равновесия. Раствор становится насыщенным. В таком растворе неопределенно долго могут сосуществовать без каких-либо изменений раствор и избыток растворяемого вещества. Так как скорость, с которой молекулы, отрываясь от поверхности твердого тела (при наличии его избытка), переходят в раствор, равна скорости осаждения молекул растворенного вещества на той же поверхности, равновесное состояние может быть нарушено только в результате изменения температуры, давления или введения других веществ (см. ниже). Из изложенного следует, что растворимости твердых веществ способствует склонность к возрастанию неупорядоченности, а их кристаллизации — энергетический фактор, т. е. склонность к понижению потенциальной энергии. Равновесие соответствует концентрации, отвечающей уравновешиванию обоих процессов. Наоборот, растворимости газообразных веществ благоприятствует тенденция к уменьшению неупорядоченности. [c.138]

Соотношения (1.46) и (1.47) фактически постулируют тот факт, что -я фаза при переходе i —> j непосредственно затрачивает или поглопцает энергию, необходимую для приведения при окружаю-ш,ем давлении массы, претерпевающей этот переход, из данного состояния до состояния в виде -й фазы при равновесии, а остальная энергия, необходимая для доведения этой массы из равновесного состояния до рабочего состояния /-й фазы, затрачивается (поглощается) самой j-ж фазой. [c.52]

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]