Фазовые переходы в системах жидкость — газ

Фазовые переходы типа жидкость — пар в скважине и пласте косвенно учитываются в уравнениях состояния (парожидкостная система считается гомогенной). [c.25]

Таким образом, I период описывается системой уравнений, в которой соотношения, выражающие изменение концентрации растворенного в лшдкости газа и критического диаметра в процессе фазового перехода газ — жидкость, остаются теми же, что [c.144]

В работе [351] показано, что наиболее точной является система измерения, работающая по методу вихревых токов. Однако основные погрешности здесь определяются не столько методом измерения, сколько процессами фазовых переходов газ — жидкость в ячейках. Главные достоинства приборов заключаются в возможности получения быстрой и непрерывной информации об относительном газосодержании, а также использовании его для автоматизации управления режимом работы аппаратов для дегазации лсидкостей. [c.176]

Изображенный на рис. 51 набор изотерм, характеризующих ориентированное кристаллическое и жидкое состояния, соответ ствует обычным изотермам, р — V, описывающим фазовый переход пар — жидкость для мономерных веществ. Необходимо подчеркнуть, что в двухфазной системе сила не зависит от длины. [c.181]

Таким образом, получена обратимая сокращающаяся система, включающая фазовый переход кристалл — жидкость, полностью циклическая и не требующая для генерирования приложения внешней растягивающей силы. Температура сокращения в этом случае может быть отождествлена с равновесной температурой плавления. [c.198]

Рассмотрим вначале, как влияет смачивание на процесс конденсации. Пусть капля жидкости конденсировалась на гладкой поверхности твердого тела (например, на стенке конденсатора). При этом образуются две новые поверхности раздела фаз (жидкость— газ и жидкость — твердое тело), а площадь контакта между твердым телом и газовой фазой уменьшается. В целом свободная поверхностная энергия системы возрастает. Поэтому для начала конденсации необходимо создать достаточно большое пересыщение пара, чтобы уменьшение энергии Гиббса при фазовом переходе пар — жидкость скомпенсировало увеличение свободной поверхностной энергии. Соответственно, чем меньше прирост свободной поверхностной энергии Д/ пв (при данном объеме образовавшейся капли), тем легче осуществить конденсацию пара (меньше необходимое пересыщение). [c.213]

Даже малое число частиц в ячейке передает основные особенности термодинамического поведения системы. Для дисков уже при Л <48 появляются указания на наличие фазового перехода кристалл— жидкость. В цепи имеются два семейства с весьма редкими переходами между ними. Их усреднение не имеет смысла, поэтому фазовый переход, строго говоря, не был получен. При Л =12 в Л КТ -ансамбле не получена область неразберихи . Это, в принципе, понятий, так как жесткие гра- [c.16]

Изменения, происходящие вдоль кривой с уменьшением объема, наблюдаются при фазовом переходе газ — жидкость. Участок кривой до точки а соответствует сжатию газа. Прямая а — Ь характеризует линию фазового перехода. На этом участке пары конденсируются в жидкость, поэтому объем системы уменьшается, а давление остается постоянным. В точке Ь весь пар конденсируется в жидкость, которая практически несжимаема. Поэтому дальнейшее уменьшение объема приводит к резкому возрастанию давления. [c.197]

Расщепление энергетических уровней п,р-многоэлектронной системы люминола в составе комплекса делает также энергетически выгодным изменение конформационного состояния молекулы. При описании механизма хемилюминесценции было предположено, что в комплексе люминола с водой и перекисью водорода (рйс. 4.9.(2)) могут возникать конформационные переходы, связанные с перестройкой пространственного положения гидроксильной группы (рис. 4.9. (4)). Конформационные переходы соответствуют фазовым переходам в жидкости, в процессе которых изменяется внутренняя энергия системы [54]. [c.167]

Описание фазового перехода газ-жидкость в теории интегральных уравнений строится на наблюдении характерных структурных изменений в изучаемой системе. Особенности поведения корреляционных функций в критической области рассмотрим на примере одноцентровой модели ( (л) = 1). Для этого перепишем (5) в форме [c.35]

Пограничные линии ОК, Оа, Оо принадлежат обеим соприкасающимся областям, и каждая точка на этих линиях может отвечать как совместному существованию обеих фаз, так и наличию только одной из фаз. Необходимо помнить, что всякий фазовый переход при постоянных Тир сопровождается изменением энтальпии системы, а потому, например, в точке а жидкость и кристаллы сосуществуют лишь в том случае, если энтальпия системы выше энтальпии твердого состояния, но ниже энтальпии жидкого состояния, иными словами, когда фазовый переход еще не завершен. Если переход еще не начинался или уже завершен, то система представляет собою только одну фазу. [c.356]

На рис. 61 представлена диаграмма давление—удельная энтальпия для пропана, где в качестве параметров используются удельный объем, удельная энтропия и температура. Рассмотрим пропан при температуре 37,8° С и давлении 7 кгс/см2. Согласно диаграмме, А = 170 ккал/кг S = 0,685 ккал/(кг-°С) и удельный объем v = 0,077 м /кг. Значения вдоль линии насыщенной жидкости и насыщенного пара фазовой оболочки определяют указанные параметры для любой части пропановой системы, содержащей как паровую, так и жидкую фазу, или полностью состоящей из жидкости. Внутри фазовой оболочки линии температуры расположены горизонтально. Разность между h для насыщенного пара и h для насыщенной жидкости представляет собой энтальпию фазового перехода для данных давления и температуры. [c.110]

Диаграммой состояния называют такое геометрическое построение, которое отражает зависимость между различными свойствами вещества в системе (Р, Т, число молей и другие). С помощью диаграммы состояния определяют состояние системы при любом значении переменных и рассчитывают число фаз, используя правило фаз. При построении диаграмм состояния воды и бензола не учитывается изменение объема жидкости и твердого тела при фазовых переходах. При учете изменения объема в условиях фазового перехода необходимо переходить от изображения на плоскости к изображению объемного типа-Однако плоская диаграмма более наглядна. [c.163]

На рис. 33 а, б можно отметить, что поле диаграммы для воды и бензола разделяется кривыми фазовых переходов 1-го рода на три области пара, жидкости и твердого тела. Исследуем эти диаграммы с помощью правила фаз Гиббса. Система, состояние которой определяется точками внутри каждой области, является гомогенной. Согласно правилу фаз она характеризуется двумя степенями свободы [c.164]

В. Термический анализ. Дифференциальный термический анализ. Для построения диаграмм плавкости применяется метод термического анализа, основанный на измерении температуры охлаждаемой системы. Кривые температура—время называются кривыми охлаждения. Особенно широкое применение этот метод получил после работ Н. С. Курнакова, который разработал конструкцию пирометра с автоматической записью температуры охлаждаемой системы. Если смесь заданного состава расплавить, а затем медленно охлаждать, то при отсутствии фазовых изменений в системе ее температура будет понижаться с постоянной скоростью. При изменении фазового состояния системы, например при выделении твердой фазы из жидкости, переходе одной твердой модификации в другую, на кривых охлаждения появляются изломы или горизонтальные участки. В зависимости от природы системы и ее состава кривые охлаждения имеют различный вид. [c.410]

Структурированная жидкость приобретает кристаллическое состояние, обусловленное фазовым переходом, схожим с фазовыми переходами первого рода для низкомолекулярных веществ (см. рис. 3, кривая I). Для фазовых переходов первого рода, протекающих при постоянной температуре, характерно скачкообразное изменение удельных ( уд) термодинамических свойств. В отличие от этого при стекловании жидкость превращается в твердое состояние (при низких и высоких температурах) постепенно, по мере достижения системой соответствующей вязкости. [c.35]

Как уже было отмечено, процессом фазового перехода жидкость-пар можно управлять различными воздействиями на систему, в частности на сорбционно-сольватный слой, введением в систему поверхностно-активных веществ, механическими, волновыми или другими способами [114]. Причем дозы подобных воздействий должны быть строго определенными, чтобы не вызвать в системе обратных эффектов, ухудшающих требуемые показатели процесса. Указанные воздействия будут оказывать влияние прежде всего на структуру образующихся в системе агрегативных комбинаций, причем зависимости изменения структуры и некоторых выходных параметров процесса могут иметь унимодальный, а в большинстве случаев полимодальный, характер. [c.111]

Идеализируя описание фазовых переходов в нефтяных дисперсных системах, можно приблизить их рассмотрение к жидким кристаллам. В этом случае исходную нефтяную дисперсную систему можно представить как смесь изотропной и анизотропной жидкостей, которые при изменении термобарических условий или других факторов изменяют свое соотношение, приводящее при некоторых граничных условиях к образованию принципиально новых, с точки зрения структурной организации, систем. Имеются в виду переходы из беспорядочного расположения структурных элементов системы в более организованные и регулярные структурные образования. [c.180]

Изменения, происходящие с жидкостью при растворении в ней нелетучего вещества, отражаются и на ее фазовой диаграмме. Действительно, графики зависимостей температур фазовых переходов от давления смещаются на АР = f (Ха) (рис. V.5, штриховые линии). Кривая начала кипения раствора О К ровно на АР ниже кривой кипения чистого растворителя 0/<. Смещается, соответственно, и тройная точка диаграммы О, и кривая начала кристаллизации раствора О В. Неизменной остается лишь кривая сублимации, так как в кристаллическом состоянии система является гетерогенной и каждый ее компонент ведет себя независимо от другого. [c.211]

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]

На рис. 4.1 приведена диаграмма состояния воды, на которой имеются три поля льда (т), жидкости (ж) и пара (п). В пределах каждого поля можно произвольно менять температуру и давление без изменения числа фаз, так как при Ф= число степеней свободы С= 1 — 1 - -2 = 2. Кривые, АО, ВО и СО характеризуют те значения р и 7, при которых в системе имеются в равновесии две фазы. Каждая из кривых показывает зависимость температуры фазового перехода от внешнего давления. Наклон кривых определяют по уравнению Клапейрона в форме [c.67]

Существование вещества в том или ином фазовом состоянии зависит от температуры и давления. Повышение температуры всегда приводит к переходу кристалл— -жидкость- -->-газ и росту степени беспорядка в системе. Увеличение давления оказывает на вещество обратное влияние. На рис. 1.1 приведена схема [c.10]

Л1атематическое и экспериментальное исследование этого уравнения показали, что поправки Ван-дер-Ваальса обладают глубоким физическим смыслом. Они не только качественно описывают изменения свойств системы, определяющих фазовый переход газ-жидкость, но и форму критической области. Кроме того, если силы притяжения нельзя рассматривать постоянными из-за близкодействия, обусловленного спецификой строения молекул, то уравнение Ван-дер-Ваальса допускает следующее приближение с учетом члена 1/7 - [c.36]

В термодинамической теории фазовых превращений рассматривается лишь равновесие между исходной и новой фазами при допущении, что последняя фаза достигла полного развития и поверхность раздела между обеими фазами является плоской. При этом под температурой перехода понимают температуру, при которой обе фазы могут оставаться в равновесии друг с другом неограниченно долгое время. Образование и начальное развитие новой фазы с достаточной для ее обнаружения скоростью возможно только при некотором отступлении от условий равновесия. Отступления от условия равновесия могут быть гораздо более существенными, чем необходимо для роста новой образующейся фазы. Фазовый переход пар— жидкость (жидкость— кристалл) возможен только в том случае, когда исходная паровая фаза оказывается в состоянии, исключаемом из рассмотрения в обычной термодинамике как термодинамически неравновесное. Оно может сохраняться в течение более или менее продолжительного времени, поскольку скорость возникновения новой фазы достаточно мала. Подобные состояния называются ме-тастабильными. Возникновение новой фазы в метастабильной паровой фазе происходит в форме зародышей, которые рассматриваются как маленькие капельки. Предположение, что маленькие капельки или комплексы частиц отличаются от макроскопических тел в жидком состоянии только своими размерами, не может считаться правильным [97]. В случае зародышей малых размеров в чрезвычайной степени возрастает роль поверхностной энергии и поверхностного натяжения при оценке общей и свободной энергии образуемой ими системы. Кульер в 1875 г. и Айткен в 1880 г. [98] обнаружили, что для образования облака путем адиабатического расширения влажного воздуха необходимо наличие маленьких частиц ш.ши. Если же воздух пыли не содержит, то образование облака начинается только при очень сильном расширении. [c.825]

Центральной идеей книги является популяризация всесторонне аргументированного положения о фундаментальном значении - фазовых переходов для жизнедеятельности биологических систем. В первую очерець речь идет о фазовых переходах типа жидкость — жидкость в водных растворах, для которых характерно -расслаивание, сопровождаемое радикальным изменением структуры связей молекул воды с молекулами растворенных в воде веществ. Толчком к написанию книги послужили основополагающие работы по фазовым переходам в твердотельных, газообразных,и жидкостных системах, проводившиеся рядом известных фцзиков и химиков в Институте неорганической химии СО АН СССР в Новосибирске. Эти работы внесли крупный вклад в теорию критических явлений и фазовых переходов и в практи геское использование расслаива ия в эдстракции, тонкой очистке и рафинировании различных веществ и благородных металлов. [c.3]

Вероятно, что в передаче наследственной информации, как и в химической сигнализации, таюке используется расслоение — фазовый переход в жидкости. Вблизи критической точки -расслоения прекращаются броуновское движение и диффузионный маосоперенос. Особенности связанной воды как одного иа компонентов расслаивающихся растворов допускают принципиальную возможность ауторегуЛяции критотеских условий в сложных многокомпонентных системах, благодаря чему может быть достигнут характерный для авто 1атических устройств высокий уровень организации химических взаимодействий между компонентами раствора. [c.84]

Самые различные процессы в природе сопровождаются выделением или поглощением тепла, количество которого определяется характером процесса и калорическими свойствами исследуемого вещества (твердого тела, жидкости, газа и др.). Важнейшим из термодинамических свойств является теплоемкость, которая позволяет исследовать структуру образца и силы взаимодействия атомов и атомных групп в молекуле детально изучить и выявить энтропию системы, фазовые переходы, критические явления, состояние адсорбированного вещества определить количество примесей в веществе или растворе многокомпонентной жидкости вычислить характеристические термодинамичеокие функции различных систем и сред и констант равновесия их и др. [c.29]

Попытаемся так видоизменить систему уравнений дисперсного потока, чтобы в ней были учтены эффекты, стабилизирующие течение. Предполагая, что при движении частиц в жидкостях интенсивность обмена импульсом за счет столкновений невелика, будем учитывать только эффект, связанный с псевдотурбулентной диффузией частиц. В качестве исходной системы уравнений будем использовать систему (2.3), (2.4), Jaпи aннyю для случая одномерного движения двух несжимаемых фаз поле сил тяжести с одинаковым давлением в фазах при отсутствии фазовых переходов. Эту систему представим в следующем виде [c.137]

У-1-2. Модели со спокойной поверхностью . Когда вещество (или тепло) переходит от твердой поверхности к турбулентно движущейся жидкости, вблизи твердой стенки имеется область, где перенос осуществляется исключительно за счет молекулярной диффузии (или теплопроводности). С увеличением расстояния от стенки становится все более существенным, а затем и преобладающим конвективный перенос путем турбулентных перемещений. В моделях со спокойной поверхностью наличие подобной ситуации принимается и для массо-обмена в системах жидкость — газ со свободной границей фазового раздела. При этом в отличие от пленочной модели, постулирующей существование резкой границы между неподвижной пленкой и основной массой жидкости, переход от чисто молекулярного к преобладающе конвективному переносу с удалением от поверхности рассматривается здесь как постепенный. [c.101]

Аналогия между псевдоожиженным слоем и капельной жидкостью, как показали Кондуков и Сосна термодинамически обусловлена связью внешнего воздействия с соответствующими ему сопряженными потенциалом и координатой, выбор которых завпсит от физического состояния системы (твердая, жидкая, газообразная, гетерогенная и т. п.). Для системы твердое тело — жидкость — газ с термодеформационными видами энергообмена сопряженными параметрами являются температура и энтропия, давление и объем. Для гетерогенной системы твердые частицы — ожижающий агент, характеризующейся обменом лишь количеством движения, сопряженными являются скорость ожижающего агента и и количество движения. Термодинамическая общность позволяет рассматривать фазовые переходы в псевдоожиженном слое п смежных системах в аспекте аналогии с капельной жрвд костью и на основе общих положений теории фазовых превращений. [c.480]

С позиций термодинамики [17] кавитацию можно представить как фазовый переход на диаграмме (рис. 3.7) в системе координат (Т,Р). На рисунке показаны линии(Т) насыщенного пара и семейство кривых Pj (T), определяющее метастабильные состояния в жидкости. Переход из точки А(Т, Р) вдоль траекторий, параллельных координатной оси температур (в точку В, лежащую в области пара), называют кипением [17,18]. С понижением давления [Р<Р(р (Гц)] при Tq = onst жидкость также может перейти в парообразное состояние в точке С. Этот переход и называют кавитацией. Поскольку строгое выполнение условий Pq = = onst и To= onst в реальных системах не выполнимо, то и деление рассматриваемого фазового перехода первого рода на кипение и кавитацию очень условно. Реально траекторию процесса можно представить в виде перехода A- D. [c.58]

При больших значениях сил внутреннего трения нз сложных структурных единиц или надмолекулярных структур, находящихся во взвешенном состоянии, формируются пространственные внутренние сетки (ячейки), в которых в иммобилизованном виде находится неструктурированная жидкость. На рис. 2 схематично показана ассоциация частиц при гелеобразовагши и коагуляции. При гелеобразовании жидкая нефтяная система приобретает твердое (аморфное) состояние без фазового перехода, так как порядок дальнодействия между молекулами и структурнььми единицами при этом не изменяется. Такие системы имеют ближний порядок, 1при котором расположение каждой молекулы в надмолекулярной структуре и сложных структурных единиц в системе определяется положением соседей и не зависит от положения структурных единиц на дальних расстояниях. Система теряет подвижность (образуется гель), но не расслаивается или расслаивается медленно, хотя термодинамически и неустойчива (см. рис. 2,г). [c.34]

Термодинамика формирования нефтяных дисперсных систем. В нефтяных системах при соответствующих условиях возможны фазовые переходы двух типов переход твердое тело — жидкость (ассоциатообразование, кристаллизация) и переход жидкость — газ (газообразование). При этом следует различать среди процессов ассоциатообразования н кристаллизации низкотемпературные обратимые и высокотемпературные необратимые фазовые переходы. [c.34]

Как известно, процессы фазового перехода в квазииде-альной системе жидкость-газ изотропийны (правило Тритона). Согласно этому правилу изменение энтропии состава системы для различных фракций близки, тогда энтропийные вклады постоянны и распределение при Ps = onst примет вид [c.27]

При соответствующем изменении внешних условий всякая физическая система претерпевает фазовые переходы. Условия, при которых был достигнут фазовый переход, называют критическими условиями. Например, при повышении темпера1уры от 0°К практически для каждого чистого вещества имеет место по крайней мере 2 фазовых перехода твердое те.чо-жидкость и жидкость-газ. Есть и вещества-исключения, для которых осуществляется непосредственный переход из твердого состояния в газообразное (возгонка). [c.53]

Иа рис. 6.4 отражен только один вид фазового перехода (жидкость — пар) если на этот график нанести аналогичные кривые других переходов, возможных для данного вещества в той же области параметров (твердое — пар, твердое — жидкость, полиморфные превращения), получится так называемая диаграмма состояний, или фазовая диаграмма, однокомпонентной системы. [c.164]

В простейшем случае рассмотрим единичный фазовый переход из твердого в жидкое состояние в узком интервале температур. Следует отметить, что для нефтяной системы понятие твердого состояния является в некоторой степени условным, так как в области реальных пониженных температур существования нефтей они представляют вязко-текучие жидкости с относительно высокими значениями предельного напряжения сдвига. Во всяком случае в указанных условиях высокозастывающая нефть не приобретает упругие свойства или не отличается хрупкостью. Уже эти факты позволяют предположить наличие в структуре нефти при низких температурах отдельных локальных структурных образований, связанных некоторым нежестким образом, либо непосредственно либо через некоторые прослойки. [c.179]

Рассмотрим подробнее одну из диаграмм температура кипения — состав (рис. 10.5). Пусть сначала имеется жидкость определенного состава, характеризующаяся точкой N. Представим, что эта жидкость постепенно нагревается. Этому процессу соответствует перемещение фигуративной точки по вертикальной прямой NL. В точке лежащей на кривой жидкости, начинается переход части жидкости в пар. Состав пара при достигнутой температуре характеризуется точкой V, расположенной на кривой пара. При дальнейшем повышении температуры фигуративная точка суммарного состава всей смеси продолжает подниматься вверх по той же вертикали, а точки пара и жидкости смещаются соответственно по кривым пара и жидкости. Количество жидкости уменьшается, а количество пара возрастает. При температуре Т состав пара характеризуется точкой V i, состав жидкости — точкой L, суммарный состав смеси — точкой N, лежащей на ноде LiV i. Отношение количеств жидкости и пара обратно отношению отрезков ноды L Nt и jViV i. При температуре Ti жидкость полностью переходит в пар (последние капли жидкости имеют состав, отвечающий точке 2). Дальнейшее повышение температуры не изменяет фазового состояния системы. [c.195]

Фазовые переходы твердое тело жидкость, жидкостьг== пар, связанные с разрушением кристаллической структуры (плавление) и образованием в процессе испарения системы слабо взаимодействующих хаотически движущихся частиц, сопровождаются изотермическим поглощением теплоты и резким увеличением энтропии вещества [c.176]