Термодинамический потенциал жидкости и пара

Термодинамический потенциал жидкости и пара [c.77]

Пусть TOi и ТО2 — массы жидкой и газообразной частей, и пусть и U2,S2,V2,удельные энергия, энтропия, объем и термодинамический потенциал жидкости и пара. Тогда [c.91]

Когда чистая жидкость и чистый пар при данной температуре находятся в состоянии равновесия, изменение термодинамического потенциала при испарении равно нулю [c.16]

При повышении в системе жидкость — пар давления посторонним газом на Рвн и вновь установившемся равновесии изменения термодинамического потенциала вещества в газовой idz ) и жидкой dz ) фазах будут одинаковыми [c.8]

Процесс образования кристаллических зародышей в принципе близок к процессам образования капель жидкости в переохлажденном паре. Теория спонтанного зародышеобразования в пересыщенном паре была создана в работах [71—80]. Изменение термодинамического потенциала системы в этих теориях при образовании сферического агрегата радиуса а равно [c.277]

Уравнения, описывающие поведение систем с идеальной газовой фазой, можно применять и к реальным системам. Необходимо только давление в этих уравнениях заменить функцией величин д-и Т (так называемой активностью), компенсирующей разницу между этими системами. Такой метод чаще всего применяется дл случаев фазового равновесия (например, жидкость — пар). Критерием равновесия является равенство свободной энтальпии (термодинамического потенциала G) всех фаз [c.219]

Фазовые равновесия в гетерогенных системах. Правило фаз Гиббса. Гетерогенными фазовыми равновесиями называются равновесия, устанавливающиеся в физических процессах перехода веществ из одной фазы (простой или смешанной) в другие фазы (простые или смешанные). Такие равновесия наблюдаются при кипении жидкости под постоянным давлением (жидкость пар), плавлении кристаллов (твердое жидкость), при выделении кристаллов из насыщенного раствора соли (жидкость—твердое—пар) и т. д. Термодинамическое равновесие в гетерогенных системах характеризуется сколь угодно длительным сосуществованием нескольких фаз в условиях постоянства давления и температуры при этом концентрации веществ в каждой фазе и парциальные давления не изменяются, т.е. 1 i dn.i = О, и как показано в гл. VII, 8, химический потенциал любого компонента I во всех фазах а, р, у... одинаков, т. е. р, = = [У. =. ... В целом многофазная гетерогенная система в состоянии истинного равновесия имеет минимальное абсолютное значение изобарного потенциала. [c.156]

Здесь следует сказать, что статистически независимы флуктуации тех величин, которые выбраны в качестве независимых переменных, характеризующих состояние системы. Обычно этот выбор диктуется условиями эксперимента. Безотносительно к выбору независимых переменных, характеризующих состояние системы, вопрос о статистической независимости тех или иных флуктуаций не имеет смысла. Так, например, флуктуации плотности и флуктуации концентрации статистически независимы, если в качестве независимых переменных, определяющих состояние раствора, выбраны его плотность и концентрации компонентов. Они статистически зависимы, если в качестве независимых переменных, характеризующих состояние раствора, выбрать его плотность и химические потенциалы ц. компонентов. Тогда <АрАс.>,1 фО, где индекс (1 означает, что флуктуации плотности и концентрации рассматриваются при некоторых заданных значениях химических потенциалов ц независимых компонентов раствора. Такой выбор независимых переменных может быть полезен, например, при изучении влияния гравитационного поля на рассеяние света в растворах в окрестности их критической области жидкость — пар. Некоторые результаты подобных расчетов приведены в работе А. Д. Алехина, А. 3. Голика, Н. П. Крупского, А. В. Чалого, Ю. И. Шиманского [33]. Расчеты выполнены с помощью термодинамического потенциала Р (Т, V, ц) -.= + Ри, предложенного М. А. Анисимовым [34]. [c.140]

Пусть имеется система, состоящая из к компонентов и / фаз, причем каждый компонент входит в состав всех фаз. Условия термодинамического равновесия (П, 20) требуют (помимо равенства давления и температуры) равенства химических потенциалов каждого компонента во всех фазах. Например, при равновесии между жидкостью и паром А7=и. Ап 4- А"А/г"=0. Но изменение числа молей жидкости при испарении или конденсации равно изменению числа молей пара с обратным знаком, т. е. Ап =—Ап", поэтому Если химический потенциал жидкости р выше, [c.42]

На основании приведенных в табл. 89 и 90 данных для равновесий в жидкой фазе и давлений насыщенного пара ароматических углеводородов и предполагая, что смеси подчиняются закону Рауля, можно вычислить константы равновесия интересующих нас реакций в газовой фазе (константа в газовой фазе находится из константы для жидкой путем умножения каждой из концентраций, входящих в нее, на давление пара чистой жидкости). По константам равновесия находят изменение термодинамического потенциала [c.398]

Подобно тому, как диаграмма Т, р связана с поверхностями термодинамического потенциала как функциями температуры и давления, так диаграмма Т, V (рис. 22) связана с поверхностью свободной энергии, изображаемой уравнением (22). Мы обратим внимание прежде всего ка ту часть поверхности, которая изображает равновесие жидкости и пара, а для этого познакомимся сначала с изотермами свободной энергии, т. е. с сечениями поверхности плоскостями постоянной температуры. [c.42]

За критической точкой к поверхности пара и жидкости непрерывно переходят одна в другую, как и в диаграмме термодинамического потенциала. [c.13]

Если известны условия равновесия системы жидкости — пар в одном состоянии и мы хотели бы удостовериться, что равновесие наступит в другом состоянии, нужно рассчитать, являются ли одинаковыми изменения термодинамических потенциалов обеих фаз. Согласно уравнению (12-37), изменение термодинамического потенциала выражается равенством [c.599]

В состоянии равновесия термодинамический потенциал у жидкости будет такой же, как у пара. Поэтому под АО можно понимать разность между свободной энтальпией пара данного компонента под парциальным давлением р (над раствором) и свободной энтальпией насыщенного пара этого компонента упругостью Р. В соответствии с зависимостью (12-39) получим для идеального раствора [c.606]

Выведены термодинамические соотношения для бивариантных равновесий, установлена взаимосвязь между произвольными изотермо-изобарическими изменениями химического потенциала компонента и общим давлением пара в тройных системах жидкость-пар. На основе выведенных соотношений предложены правила, позволяющие проводить качественную термодинамическую проверку и оценку согласованности данных. [c.48]

Условием термодинамического равновесия системы жидкость — пар является равенство давления Р, температуры Т и парциального изобарного потенциала (так называемого химического потенциала) каждого компонента системы N1 в жидкой и паровой фазах. [c.16]

Для оценки равновесия пар—жидкость Гиббс ввел понятие химического потенциала. Система находится в термодинамическом равновесии, если температуры фаз равны и если химические потен- [c.20]

Твердые вещества в данных условиях тоже могут находиться в состояниях, обладающих различной термодинамической устойчивостью, например, в различных кристаллических формах. В свою очередь для любой из этих форм более устойчивым является состояние, соответствующее идеально правильному кристаллу. Дефекты структуры, вызванные условиями образования кристалла или последующей деформацией под действием внешних механических сил, в какой-то степени уменьшают его устойчивость, так как образование этих деформаций связано с затратой энергии и сопровождается возрастанием энтропии. Точно так же кристаллическое тело в измельченном состоянии, т. е. обладающее большей поверхностью, менее устойчиво. Во всех подобных случаях уменьшение устойчивости сопровождается возрастанием изобарного потенциала. В таких состояниях вещество обладает большей химической активностью и меньшей химической стойкостью, большей способностью к фазовым переходам (большим давлением насыщенного пара, большей растворимостью и т. д..) Выделение вещества в более активных формах и состояниях может происходить самопроизвольно только из состояний с еще большим изобарным потенциалом (еще более активных в данных условиях). Обычно такими состояниями служат сильно пересыщенный раствор или переохлажденная жидкость. Кроме того, такое вещество может получаться при химической реакции, происходящей в условиях, достаточно далеких от равновесных. [c.227]

В двойных системах зависимости избыточного химического потенциала компонентов от состава смеси обычно достаточно хорошо описываются уравнениями Маргулеса или Ван-Лаара. Уол [6] распространил эти уравнения на многокомпонентные смеси. Термодинамические методы широко используются нри описании наиболее изученного класса фазовых равновесий — равновесия между жидкостью и паром [7]. Экстракционные равновесия [c.77]

Известно, что если имеется двухфазная система, состоящая из жидкости с плоским мениском и пара, то прн некоторой определенной температуре равновесный пар обладает определенным давлением (насыщенный пар). Величина этого давления термодинамически определяется равенством химических потенциа- о [c.469]

Рассмотрение термодинамических условий выделения газа (пара) в виде пузырьков на твердой стенке, краевой угол смачивания которой жидкостью равен нулю, приводит к замене выражения (8.3) для расчета изменения изобарно-изотермического потенциала [20] следующим [c.208]

Водный потенциал — один из фундаментальных показателей термодинамического состояния воды. Ее молекулы обладают кинетической энергией, поскольку и в жидкости, и в газе (водяном паре) быстро и беспорядочно движутся. Чем выше концентрация этих молекул в системе, тем больше их общая кинетическая энергия и выше водный потенциал. Таким образом, у чистой воды он максимален. Если две системы, содержащие воду (например, почва и атмосфера или клетка и окружающий ее раствор), вступают в контакт, то беспорядочное движение ее молекул приведет к их результирующему движению туда, где их меньше, — из области с более высоким водным потенциалом (с более высокой энергией) туда, где он ниже (ниже энергия), пока их концентрации в обеих системах не уравновесятся. [c.99]

Расчеты термодинамических функций неэлектролитных смесей методами статистической теории жидкостей выполнялись многими исследователями. Здесь следует прежде всего упомянуть фундаментальные работы Е. Гуггенгейма, И. Пригожина, Дж. Роулинсона. В этих расчетах постулирована ячеечная модель жидкостей и универсальная форма потенциала межмолекулярного взаимодействия г/= где г —расстояние между центрами молекул i и /, и r. j—характеристические параметры этой пары молекул, а Ф — универсальная функция. [c.59]

Несколько иной подход к оценке равновесия двухфазных систем предложен Гиббсом, который ввел понятие химического потенциала. Согласно Гиббсу система пар — жидкость находится в термодинамическом равновесии, если наблюдается равенство температур фаз и химических потенциалов каждого из компонентов в паровой и жидкой фазах [1]. [c.207]

Для идеального газа и идеального жидкого раствора химический потенциал компонента Лг пропорционален парциальному давлению компонента рг, и поэтому условие термодинамического равновесия системы в этом случае — равенство парциальных давлений компонентов в паре и жидкости [c.67]

При положительных давлениях pi величина п растет с ростом г. При отрицательных давлениях ри однако, величина п проходит через максимум позже мы рассмотрим этот случай особо. Зародышем пара является пузырек такой величины, при которой т. п. внутри него tiji3 = iXi, т. е. равен т. п. жидкой фазы (I). Интересно знать, с какими примерно давлениями приходится здесь иметь дело. Термодинамический потенциал жидкости в основном определяется температурой и мало зависит от давления pi. Если жидкость перегрета, то Pi

давление сосуществования фаз при данной температуре. Рис. 46 наглядно показывает приведенные соотношения. Величина pi представляет собой некоторое давление, сначала находящееся между р и 0 тогда [c.147]

О.хлаждение водяных паров может привести к системе, в кото-вода существует в виче пара, хотя его химический потенциал ие химического потенциала жидкости. То же может произойти --ЛЯ других жидкостей, и тогда говорят, что термодинамически табильна паровая фаза является перенасыщенной. Жидкости же МОГ г ереохлаждаться ниже температуры замераания, так [c.219]

Точки I я g па кривой, имеющие общую касательную, изображают две фазы в равновесии. Это следует из того, что помимо одинаковой температуры, на основании (37) эти фазы находятся при одинаковом давлении кроме того, на основании (39) они имеют и одинаковый термодинамический потенциал, т. е. удовлетворяют условию равновесия (33). Очевидно, что точка я, соответствующая большему V, изображает насыщенный пар, точка I — жидкость. Отрезок касательной представляет собой конноду для двухфазных систем из жидкости I и пара ё", во всех точках которой величины Т, р 11 таковы же, как и в точках I и д. Эта коннода соответствует конноде на рис. 29, а также одной из коннод на рис. 22. [c.44]

Возможен и другой подход к анализу основных соотношении. Рассмотрим это на примере соотношений (7). Большинство существущих мэтодов расчета равновесия жидкость - пар (с применением иди без лрименения ЭВМ) основано на использовании интерполяционных полиномов для представления концентрационной зависимости избыточного термодинамического потенциала многокомпонентного раствора Ls] При этом одним из важных моментов является то, что коэффициенты аппроксимирующего полинома могут быть определены из данных по системе с меньшим числом компонентов. В рамках этого подхода для ( п fi)-компонентного раствора при Г = onst можно записать [c.137]

Так же как и в диаграмме термодинамического потенциала, каждой фазе в диаграмме объема отвечает соответствующая поверхность. Различие состоит только в том, что граничные линии s"s и d"d, s s и Г1, Ы и М в диаграмме объема не являются общими линиями двух поверхностей, а разделены в координатном пространстве, так что между ними заключены вертикальные плоскости s sdd , s s I I, kid, которые являются поверхностями объехма двухфазных смесей твердое тело -j- пар, твердое I/ тело 4- жидкость, жидкость 4- пар. [c.13]

В заключение этого параграфа отметим, что теорию Орнштейна — Зерпике — Дебая следз ет рассматривать, лишь в качестве первого (или нулевого) приближения при описании критического состояния в рамках теории самосогласованного поля. Последняя предполагает, что термодинамический потенциал системы можно разложить в ряд по четным степеням поля, роль которого для случая критической точки жидкость — пар играет причем (V——Г, ) (см., например, [623]). В соответствии с этим для расслаивающихся смесей /о Т—Тк) К что согласуется с формулой [c.292]

Основная цель обзора — дать представление о возможностях и наиболее рациональных способах расчета термодинамических функций в связи с задачей об оценке степени эффективности дистилляционных и кристаллизационных методов глубокой очисткрг веществ. Таким образом, наиболее интересными функциями являются свободная энергия Гельмгольца А и химический потенциал [х, определяемые в области фазовых переходов жидкость — пар и жидкость — кристалл. Работоспособность соответствуюишх методик удобно проверять расчетами уравнения состояния Р У,Т). Под этим углом зрения и проводится анализ основных результатов, полученных к настожцему времени. [c.9]

Термодинамические свойства пузырьков и капель можно установить, нзучая последствия увеличения давлення внутри искривленной поверхности. Вначале покажем, что всегда, когда увеличивается давление на жидкость, давление ее пара также возрастает. В термодинамическом смысле увеличение давления соответствует увеличению энтальпии жидкости (через член р в выражении для Н) н. следовательно, увеличению ее химического потенциала. На практике увеличение давления можно осуществить или искривлением поверхности жидкости (например, в пузырьке), или введением инертного газа в герметически закрытый контейнер. Последний метод осложнен тем, что оказывающий давление газ может растворяться. [c.217]

На возможность расчета термодинамических функций растворов по данным о равновесии между жидкостью и паром впервые обратили внимание Скетчард и Раймонд. В работе [241 они продемонстрировали это на примере системы хлороформ — этиловый спирт. Если известны данные о равновесии между жидкостью и паром при нескольких температурах, то, пользуясь соотношениями (1-35), (1-37) и (1-41), можно рассчитать значения изобарного потенциала, энтронии и энтальпии раствора. Чтобы исключить затруднения, связанные с определением этих функций для чистых компонентов, обьгано вычисляют неидеальную долю, выражающую разность значений этих функций для данного реального раствора и для идеального раствора такого же состава. Определяемая таким образом [c.250]

При трении скольжения по мягкому материалу (полиэтилену, графиту и т. п.) необходимо смещать потенциал пары в область пассивации. Такое смещение осуществляется несколькими способами приложением потенциала от постороннего источника тока применением одного из трущихся материалов пары с добавкой электроположи тельных металлов использованием смазочно-охлаждающих жидкостей, содержащих ингибиторы коррозии применением материалов с повышенной анодной пассиБируе-мостью. Весьма эффективно использование термодинамически устойчивых материалов. [c.575]

Для оценки растворяющей способности жидкостей по отношению к конкретному полимеру предложен ряд критериев [1 3 18]. Найболее строгим критерием качества растворителей является разность термодинамических (изоба рпо-изотермических) потенциалов и соответственно связанные с ней величины отаосительной упругости паров над раствором или осмотического давления [1]. Однако эти величины пока не могут быть рассчитаны заранее. без экспериментальных исследований. Учитывая роль энергетическил факторов при растворении полимеров, в качестве ориентировочных характеристик, коррелирующих с растворимостью, можно использовать различные величины, характеризующие энергию взаимодействия молекул растворителя, плотность энергии когезии, величины внутреннего давления жидкостей, поверхностное натяжение, дипольные моменты или комбинацию двух последних величин [4 6 18 19]. Вышеуказанные корреляции имеют ряд исключений, так как при рассмотрении растворимости необходимо сравнивать не только энергетическую составляющую изменения изобарно-изотермического потенциала, но и энтропийные изменения в соответствии с вышеприведенным уравнением (2.3). [c.41]

Особенность потенциала влагопереноса 0 состоит в том, что он характеризует перенос влаги в капиллярно-пористом теле как в виде жидкости, так и в виде пара. Это следует из того, что перенос пара и жидкости определяют согласно соотношениям (95) и (99) действием двух термодинамических сил /и и vO-При изотермических условиях (Г = onst) [c.139]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология