Диаграмма состояния воды в правило фаз

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]

Фундаментальным принципом построения диаграмм состояния является правило фаз Гиббса. Введем предварительно понятие о независимом компоненте и степени свободы. Независимые компоненты— химически индивидуальные вещества, наименьшее число которых достаточно для образования всех фаз в системе. Следует различать термодинамическое понятие о независимом компоненте и тривиальное понятие о компоненте как составной части системы . Если система физическая, то оба понятия совпадают. Например, система, состоящая из воды, льда и водяного пара при 0,0ГС и [c.323]

Таким образом, мы убедились, что одно из любимых развлечений человека, катание на коньках, а также на лыжах, связано с отклонением кривой М на диаграмме состояния воды рис. 11.11 в левую сторону от вертикали- Поскольку на диаграмме состояния диоксида углерода (рис. 11.10) кривая плавления отклоняется, как и для большинства веществ, в правую сторону от вертикали, катание на коньках или лыжах по сухому льду невозможно, потому что повышение давления приводит к возрастанию, а не понижению температуры плавления этого вещества. Выходит, черт в аду лишен удовольствия покататься на коньках, потому что весь ад покрыт серой, и даже если черт своим колдовством заставит ее замерзнуть, отклонение кривой равновесия между твердой и жидкой фазами серы в правую сторону от вертикали исключает возможность катания на коньках по сере [c.195]

Для однофазных систем пра вило фаз дает С = К + 2 — Ф== 1 + 2—1 =2. Это озна чает, что одновременно можно изменять произвольно в опреде ленных пределах давление и температуру, не вызывая при этом изменения числа и вида фаз. Лед, вода, водяной пар на диаграмме состояния в координатах Р — Т занимают строго определенные области, внутри которых давление и температуру можно изменять как угодно (число и вид фаз при этом не изменяются). Таким образом, на диаграмме состояния воды должны быть три области. Для двухфазных систем правило фаз дает С = а + 2 — Ф = 1 + 2 — 2 = 1, [c.106]

Таким образом, на диаграмме состояния воды должно быть три кривых Р = Ф (Т). Для системы 7 правило фаз дает [c.107]

Диаграмма состояния воды и правило фаз. На рис. 11 приведена диаграмма состояния воды. Диаграмма состояния — наглядный способ представления областей, существования различных фаз в зависимости от внешних условий (например,давления и температуры). Согласно правилу фаз Гиббса, для любой системы, находящейся в равновесии, имеет силу [c.72]

Диаграмма состояния воды и правило фаз [c.8]

Как формулируется правило фаз Гиббса Что такое фаза и компонент 14. Начертите диаграмму состояния воды. Какие фазы представлены на диаграмме состояния воды Что такое тройная точка на диаграмме [c.25]

ДИАГРАММА состояния ВОДЫ И ПРАВИЛО ФАЗ [c.11]

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]

Попытаемся осуществить в цилиндре давление, отличное от равновесного, например, меньшее, чем равновесное. Для этого освободим поршень и поднимем его. В первый момент давление в цилиндре, действительно, упадет, но вскоре равновесие восстановится испарится добавочно некоторое количество воды и давление вновь достигнет равновесного значения. Только тогда, когда вся вода испарится, можно осуществить давление, меньшее, чем равновесное. Отсюда следует, что точкам, лежащим на диаграмме состояния ниже или правее кривой ОА, отвечает область пара. Если пытаться создать давление, превышающее равновесное, то этого можно достичь, лишь опустив поршень до поверхности воды. Иначе говоря, точкам диаграммы, лежащим выше или левее кривой ОА, отвечает область жидкого состояния. [c.214]

Растворение ВМВ не требует присутствия в системе стабилизатора. Наконец, растворы ВМВ находятся в термодинамическом равновесии и являются обратимыми системами. К таким системам применимо правило фаз Гиббса. Наибольшее значение в этом отношении имеет работа Каргина с сотрудниками, в которой было установлено, что диаграмма состояния растворов ацетилцеллюлозы в различных растворителях — хлороформе, бензоле и др. аналогична диаграмме состояния низкомолекулярных веществ типа вода — фенол, вода — анилин и др. ( 61). Правило фаз к коллоидным системам не применимо. [c.358]

Точность графического расчета процесса по фазовой диаграмме с использованием правила рычага зависит от размера чертежа. Во многих случаях для технологических целей она достаточна. В других случаях диаграмма служит для выбора рационального пути и условий осуществления процесса, а его количественный расчет производят аналитически, составляя уравнения материального баланса по каждому компоненту и для системы в целом и решая полученную совокупность уравнений. Иногда при этом необходимо составить и уравнения, выражающие соотношение компонентов в кристаллизующихся или растворяющихся твердых фазах (кристаллогидратах, двойных солях и др.). Расчет упрощается, если при изменении состояния системы количество одного из ее компонентов в растворе (воды или соли) остается неизменным. Тогда, обозначив содержание в растворе неизменного- ) компонента == А кг, содержание компонента, количество которого меняется, В и Вк кг (где индексы н и чк обозначают начальное и конечное состояние системы), а их 1 онцентрации в конечном растворе соответственно Ок и к. можно составить пропорцию, приравняв отношения a, /bff = Из этой пропорции находим и количество компонента, удалившегося из раствора или поступившего я него (Вц — В ) кг. Подобные расчеты можно выполнять для систем с любым числом компонентов и ири выражении концентраций и масс в любых единицах. [c.139]

Величины, входящие в правую часть уравнения (127), легко определяются. Так, объем паров воды, протекающих через единицу поверхности упаковочного материала в единицу времени (К), связан с показателем паропроницаемости и определяется с использованием диаграммы состояния пара. [c.162]

Это, вообще, очевидный вывод в противном случае правило фаз потеряло бы свое значение. Его ценность прежде всего в общности, мы можем пользоваться правилом фаз для анализа диаграмм состояния сложных систем, не зная деталей происходящих в системе процессов. Так, в случае равновесия жидкость — пар в системе уксусная кислота — вода для применения правила фаз не имеет значения, образуются ли в растворе и паре димеры кислоты или другие ассоциаты, или же в случае системы ацетон — хлороформ нет необходимости знать об образовании в жидкой фазе молекулярного комплекса. Но эти обстоятельства, разумеется, весьма существенны при других аспектах обработки экспериментальных данных, например, при вычислении коэффициентов активности или при анализе концентрационной зависимости термодинамических функций смешения. [c.20]

В предыдущих разделах нами рассматривались системы, в которых только один компонент (вода) летуч. Второй же (соль) переходит в пар лишь в условиях, приближающихся к критическому состоянию воды. В настоящем разделе будут рассмотрены простейшие диаграммы состояния систем, в которых компоненты не столь резко различаются по своей летучести, т.е. по давлению пара. Рассмотрим изобарные процессы, т. е. такие, к которым правило фаз применимо в форме ф -(- у = /е + 1. Так как давление равно [c.163]

На основании литературных данных (учебник ) начертить диаграмму состояния системы сернокислый натрий — вода. Разобрать с точки зрения правила фаз, какие части диаграммы будут характеризовать инвариантные, моновариантные и дивариантные системы. Что такое точка перехода [c.168]

Попытаемся осуществить в цилиндре давление, отличное от равновесного, например, меньшее, чем равновесное. Для этого освободим поршень и поднимем его. В первый момент давление в цилиндре, действительно, упадет, но вскоре равновесие восстановится испарится добавочно некоторое количество воды и давление вновь достигнет равновесного значения. Только тогда, когда вся вода испарится, можно осуществить давление, меньшее, чем равновесное. Отсюда следует, что точкам, лежащим на диаграмме состояния ниже или правее кривой ОА, отвечает область пара. Если [c.201]

Температуру конденсации серной кислоты из обжиговых газов можно определить П7], пользуясь участком диаграммы состояния системы вода — серная кислота (рис. 1У-4). По содержанию водяных паров и серной кислоты в обжиговом газе с помощью левого пучка кривых определяется температура конденсации серной кислоты, а с помощью правого — концентрация конденсата. [c.85]

Рис. 58. Диаграммы состояния жидких растворов в случае нх расслаивания а — диаграмма с верхней критической точкой (схема) б — примеры применимости правила прямолинейного диаметра к системам вода — фенол, вода — триэтиламин, вода — никотин

Продвижение по горизонтали вправо означает его нагревание, продолжающееся до точки п. Здесь повышение температуры приостанавливается при продолжающемся подводе теплоты происходит изотермический фазовый переход лед вода. Когда лед полностью расплавится, фигуративная точка продолжит движение вправо, что будет означать нагревание уже жидкой воды. В точке т вода закипит при 100 °С и эта температура будет оставаться постоянной, пока вся вода не обратится в пар. Далее от точек т пр у нагреваться до Т , будет уже пар. На диаграмме рис. У.5 можно выделить еще одну область — область газа, расположенную правее вертикальной прямой ВЕ, т. е. при температурах выше критической. Как известно, вещество в этом состоянии никаким сжатием нельзя обратить в жидкость, поэтому его и следует называть газом, отличая от пара, хотя бы и ненасыщенного. [c.109]

Рассмотрим диаграмму состояния воды и проанализируем ее с позиции правила фаз (рис. 41). Поскольку вода является единственным веществом, присутствующим в системе, К=1. Вода может существовать в трех фазах твердой (область ВОС), жидкой (АОС) и газообразной (АОВ). При этом число фаз, которые могут существовать в равновесии, зависит от температуры и давления. Кривая ОА представляет собой кривую зависимости насы-Рмс. 41. Диги рлмма состояния воды щенного пара ВОДЫ ОТ температу- [c.106]

Это уравнение выражает правило фаз. Из него следует, что число фаз при равновесии в любой гетерогенной системе не может быть больше, чем К- -2, поскольку чнсло степеней свободы С ие может быть меньще нуля. Таким образом, максимальное число фаз в однокомпонентной системе равно 3, как это уже было показано на примере диаграммы состояния воды. Так как при Ф=3 С = 0, то такую систему называют нонвариант-ной. Если число фаз уменьшается до двух, то С=1, и система называется моновариантпой. Наконец, при Ф = = 1 и С=2 система дивариантна. [c.80]

Фундаментальным принципом построения диаграмм состояния является правило фаз Гиббса. Введем предварительно понятие о независимом компоненте и степени свободы. Независимые компоненты — химически индивидуальные вещества, наименьшее число которых достаточно для образования всех фаз в системе. Следует различать термодинамическое понятие о независимом компоненте и тривиальное понятие о компоненте как составной части системы . Если система физическая, то оба понятия совпадают. Например, система, состоящая из воды, льда и водяного пара при 0,01°С и 6,12 гПа, однокомпонентная, поскольку для формирования всех трех фаз в системе достаточно одного индивидуального вещества — воды. Система, состоящая из насыщенного раствора сахара в воде и водяного пара над раствором, образует три фазы (кристаллы сахара, раствор и пар), но является двухкомпонентной (сахар + вода). [c.192]

Каргин с сотрудниками подробно изучил свойства целого ряда растворов полимеров и доказал применимость к ним правила фаз. В лаборатории Каргина были получены диаграммы состояния двух- и трехкомпонентных систем, например систем ацетилцеллюлоза—хлороформ, нитроцеллюлоза—бутилкапро-новый эфир, бензилцеллюлоза—толуол и др. Каргин показал, что растворы ацетилцеллюлозы по своему поведению не отличаются от классической системы фенол — вода.. [c.202]

Водио-солевые системы обычно изучают при атмосферном давлении. Поскольку изменения его незначительны, то фактор давления при этом не учитывают. Как правило, диаграммы состояния таких систем являются плоскостными, построенными в координатах температура-состав. В редких случаях их изобралоют в пространстве, учитывая еще третью ось — ось давлений. Плоскостное изображение водно-солевых систем можно рассматривать, как сечение пространственной диаграммы состояния плоскостью постоянного давления. [c.194]

ТРОЙНАЯ ТОЧКА — точка на диаграмме состояния, соответствующая теми-ре t и давлению р, при к-рых имеет место равновесие трех фаз. На основании фаз правила можно показать, что в однокомпонентной системе при равновесии не может быть больше трех фаз. Пример Т. т. дает равновесная система, состоящая из льда, воды и водяного пара (см. Диаграмма состояния). Положение Т. т. на диаграмме для каждого вещества задается определенными значениями темп-ры и давления. Так, напр., для воды положение Т. т. определяется значениями =0,0076 и р=4,58 мм рт. ст., для двуокиси углерода г=— 56° и р=5,1 атм. [c.142]

Из правила фаз следует, что число степеней свободы однокомпонентной трехфазной системы равно нулю, т. е. все параметры предопределены. На диаграмме состояния этому случаю соответствуют точки, в которых сосуществуют одновременно три фазы, такие точки называются тройными. Для воды тройная ТОЧ- - Рис. 9-2. Давление насыщенного пара как ка характеризуется темпера- функция температуры вещества, [c.337]

Диагра.ммы состояния используются при рассмотрении не только металлических, по и любых других систем. Для примера на рис. 106 показана диаграмма состояния простой системы HgO— AgNOg с эвтектикой. В этой системе правая кривая представляет растворимость AgNOg в воде при различных температурах, а левая кривая—зависимость температуры начала кристаллизации льда от концентрации раствора. В системах из воды и соли эвтектическая точка называется иначе криогид ратной точкой и [c.322]

Условия образования гидратов для газов различного состава принято изображать в виде гетерогенных диаграмм состояния в координатах температура — давление, которые показывают начальные условия образования гидратов отдельных газов или их смесей. На рис. 7 показана такая диаграмма в общем виде для бинарных систем N2 Аг СО2. Рассмотрим их подробнее на примере гидрата СО2. Кривая АЬё. характеризует упругость пара углекислоты в твердом АЬ) и жидком Ьй) состоянии ОВЕРО — кривая зависимости температуры замерзания чистой воды от давления — кривая упругости паров воды от температуры при соответствующих р и Т ниже кривой р вода находится в паровом состоянии АВСО — равновесная кривая образования (разложения) гидрата. Левее этой кривой гетерогенная система газ — вода находится в гидратном состоянии правее кривой АВСО гидрат отсутствует. На участке АВ в равновесии находятся газ в свободном паровом состоянии, лед и гидрат. На участке СО — жидкий газ, жидкая вода и гидрат. На участке ВС —газ, жидкая вода и гидрат. [c.16]

Диаграмма состояния для однокомпонентной системы. Приложение правила фаз к воде можно показать с помощью рис. 6-3 (стр. 150). На диаграмме обозначены три большие области, в которых лед, жидкая вода и пар могут существовать каждый в отдельности. Для полного описания состояния системы недостаточно только установить, что имеется одна фаза, а также недостаточно знать, что единственная фаза находится при данной температуре. Чтобы наиболее полно охарактеризовать систему в [c.261]

Из правила фаз следует, что число степеней свободы однокомпонентной трехфазной системы равно нулю, т. е. все параметры предопределены. На диаграмме состояния этому случаю соответствуют точки, в которых сосуществуют одновременно три фазы, такие точки называются тройными. Для воды тройная точка характеризуется температурой 0,0098° С и парциальным давлением пара 4,58 мм рт. ст. На рис. 9-2 приведена графическая зависимость давления насыщенного пара от температуры р = /( ) для воды. Эта кривая делит диаграмму на две области нижняя—-область насыщенного пара и верхняя — область вещества в твердом или жидком состоянии. Граница между ними дается третьей кривой [c.337]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология