Равновесие двух систем

Правило фаз было выведено Гиббсом в 1876 г. Приведенная выше формулировка его в настояш,ее время может быть заменена более расширенной. Двойка в соотношении (VIH, 2) является результатом принятого нами допущения, что из внешних факторов только два — температура и давление — могут влиять на состояние равновесия в Системе. Однако возможны системы, в которых на равновесие могут оказывать влияние и другие внешние факторы (электрические и магнитные поля, поле тяготения). В этих случаях в соотношение (VIH, 2) вместо двойки войдет соответственно иное число внешних факторов. С другой стороны, в некоторых системах изменения давления или (реже) изменения температуры практически не влияют на равновесие. Так, незначительные изменения давления (например, колебания атмосферного давления) не оказывают ощутимого влияния на свойства металлических сплавов. E таких случаях число степеней свободы соответственно уменьшается на единицу и определяется как условная вариантность системы Су л- [c.247]

Так как число степеней свободы не может быть отрицательным, то правило фаз нередко выражают в более общем виде Ф К + 2. Правило фаз в представленном виде сформулировано при допущении, что из внешних факторов на состояние равновесия в системе могут влиять лишь два — давление и температура. Однако возможны системы, у которых равновесие определяется и другими внешними факторами, например электрическим или магнитным полем. [c.46]

Причины того или иного характера изменения температуры плавления при добавлении компонентов друг к другу не связаны с термодинамикой и заключаются в особенностях ствия на электронном уровне. Однако если известен характер направленности взаимного влияния компонентов на температуру плавления компонентов и известно, что равновесие в системе двухфазное, то, пользуясь описанным методом, можно совер- шенно четко показать характер фазовой диаграммы. Для термодинамики гетерогенных систем помимо рассмотренного представляют интерес два других случая взаимного влияния компонентов на температуру плавления, а именно [c.277]

Для качественного рассмотрения особенностей электродных процессов удобно воспользоваться следующей гидродинамической моделью. Предположим, что два сосуда, заполненных жидкостью, сообщаются между собой через систему последовательно соединенных трубок разного диаметра. Условием равновесия такой системы служит равенство уровней жидкости в обоих сосудах. Если поднять уровень жидкости в одном из них так, что возникнет перепад давления Ар, то начнется перетекание жидкости из одного сосуда в другой. Величина перепада давления Ар аналогична поляризации электрода в электрохимических процессах, скорость перетекания жидкости — скорости электродной реакции I, а каждая из соединительных трубок моделирует определенную стадию электрохимического процесса. Общий перепад давления Др складывается из перепадов на каждой из трубок Ару Ap=2Ap Аналогично этому в электрохимической системе общая поляризация А определяется совокупностью поляризаций АЕ , соответствующих отдельным стадиям. Однако аналогичное соотношение [c.146]

В статических методах изучается равновесие неподвижной системы газ—адсорбент. Укажем два варианта статического метода. В первом варианте измеряется убыль давления (или объема) газа, возникающая при его контакте с адсорбентом. Очевидно, что эта убыль пропорциональна количеству поглощенного вещества. [c.295]

Температура и давление —это два других фактора, влияющих на состояние равновесия в системе. [c.18]

Из рассмотренного примера можно сделать два заключения, которые, как будет видно, имеют общее значение. Первое состоит в том, что при нарушении равновесия между системой и окружающей средой (в рассмотренном случае помещение тела в термостат с более высокой температурой, чем температура тела) в системе возникают неравновесные состояния. Второе состоит в том, что в такой системе с конечной скоростью начинается процесс, приводящий в конечном итоге к новому равновесному состоянию системы. [c.178]

Если первоначальное равновесие в системе было устойчивым, то после устранения причины, вызвавшей перемещение -го вещества, система должна вернуться в исходное состояние. Рассмотрим два случая. [c.60]

На рис. V. 48 приведены примеры обычных диаграмм фазового равновесия в системах, содержащих один и два бинарных азеотропа с минимумом температуры кипения и максимумом давления. На их проекциях хорошо видны лощины и хребты (штриховые линии), порождаемые на поверхностях температур кипения или давления бинарными азеотропами. При этом хребет на поверхности давлений соответствует впадине на поверхности температур кипения и, наоборот, впадина на поверхности давлений сопровождается наличием хребта на поверхности температур. Рис. V. 49 изображает фазовые равновесия в системе, имеющей тройной азеотроп с минимумом температуры кипения и максимумом давления пара. [c.325]

Как показывает лабораторная и промысловая практика на примере поведения водонефтяных эмульсий смещение равновесия в системе в сторону разрушения контактов приводит к уменьшению (на два - три порядка) эффективной вязкости Цэ0 [c.343]

Как и при определении равновесия в системе жидкость — жидкость или пар — жидкость, при рассмотрении равновесия пар — жидкость — жидкость возможны два различных подхода. [c.392]

В основе теории фракционной перегонки лежат два закона фазового равновесия в системе жидкость —пар, разработанные в 1881—1884 гг. Д. П. Коноваловым. [c.70]

Были рассмотрены два основных типа фазового равновесия в системе полимер — растворитель аморфное и кристаллическое. При этом отмечено, что в случае кристаллического равновесия всегда имеют дело с отделением несовершенной кристаллической фазы, которую можно рассматривать как сочетание кристаллических областей с аморфными, или, точнее, как кристаллиты с дефектной кристаллической решеткой. Несовершенство кристаллической фазы может быть обусловлено также тем, что система еще не достигла равновесного состояния из-за малых скоростей перехода от аморфного равновесия к кристаллическому. [c.70]

Рис. 3. Фазовое равновесие для системы аморфный полимер — растворитель, образующей два раздельных слоя.

Два аспекта растворения играют наиболее важную роль — это равновесие и кинетика Равновесие в системе твердое вещество — раствор достигается тогда, когда химический потенциал растворен- ного вещества становится равным химическому потенциалу твердого вещества. При этом концентрация вещества в растворе становится равной концентрации насыщения, величина которой зависит от свойств растворенного вещества, растворителя и температуры процесса. Кинетика растворения устанавливает закономерности протекания процесса во времени, определяет скорость процесса. Производительность аппаратов — растворителей также определяется кинетикой процесса. Наиболее известным средством повышения производительности аппаратов — растворителей является измельчение частиц твердого вещества, так как большая поверхность взаимодействия фаз способствует быстрому протеканию процесса. Однако уменьшение размера частиц, поступающих в растворитель, связано с удорожанием сопутствующих растворению процессов — измельчения и очистки раствора. [c.9]

Приступая к проведению химического анализа, следует ответить еще на ряд вопросов, в том числе и относящихся непосредственно к выбранному аналитическому методу. Первостепенно важным является вопрос не оказывает ли выбранный метод наблюдения какого-либо воздействия на исследуемую систему Так, при анализе методом газовой хроматографии взаимодействие одного и более компонентов образца с газом-носителем может, по-видимому, замаскировать их присутствие, если только наличие этих компонентов не будет установлено каким-то другим методом. Аналогично добавление реагентов, необходимых для проведения мокрого анализа, может значительно повлиять на равновесие в системе и, следовательно, на результаты анализа. Эти два простых примера приведены только для того, чтобы показать, как осторожно следует подходить аналитикам к выбору способа обнаружения соединения и методики его количественного определения. [c.15]

Если данный компонент может присутствовать в двух или нескольких фазах, то равновесие между ними достигается лишь при таком распределении этого компонента между фазами, когда давление насыщенного пара его над всеми фазами одинаково. Если не один, а два или больше компонентов могут распределяться между различными фазами, то этот вывод относится к каждому из них. Таким образом в общей форме можно сказать, что условием фазового равновесия в системе, состоящей из нескольких конденсированных фаз и нескольких компонентов, является равенство парциального давления насыщенного пара каждого данного компонента над всеми фазами. [c.174]

Рассмотрим вначале наиболее простой случай парожидкого равновесия двухкомпонентной смеси, которая образует идеальный раствор, подчиняющийся законам Рауля и Дальтона. Состояние равновесия днухкомпонентной системы характеризуется давлением п, температурой t, составом жидкой х и паровой у фаз. Согласно правилу фаз Гпббса число степеней свободы L такой системы при числе компонентов /I == 2 и числе фаз N = 2 равно двум, т. е. из четырех параметров могут быть выбраны любые два, и этим самым определится значение двух остальных величин. [c.53]

Заметим, что два сами по себе равновесные электрода обра- зуют неравновесную систему — гальванический элемент. Причиной неравновесности является разница плотностей электронов в металлах и, следовательно, стремление их переходить из одного металла в другой во внешней цепи. Если это происходит, то одновременно во внутренней цепи происходит перенос ионов (см. рис. X I.2) до тех пор, пока не создастся единственное при каждой температуре соотношение концентраций (активностей) электролитов в двух растворах, разграниченных мембраной. Это соотношение определяет термодинамическое равновесие всей системы. [c.132]

Скорость процесса, состоящего из ряда последовательных стадий, определяется скоростью самой медлен- уд Гидродинамическая мо-ной стадии. Это нетрудно понять, дель многсктадийной электрохими-если воспользоваться следующей ческой реакции гидродинамической моделью. Предположим, что два сосуда, заполненных водой, сообщаются между собой через систему последовательно соединенных трубок разного диаметра (рис. 70). Условием равновесия такой системы является равенство уровней воды в сосудах А я Б. Если поднять уровень в сосуде А, то возникает перепад давления Лр и вода из сосуда А начинает перетекать в сосуд Б. Величина перепада давления Ар аналогична поляризации электрода АЕ в электрохимической системе, а скорость перетекания воды — скорости электродной реакции . Каждая из соединительных трубок при этом моделирует определенную стадию электрохимического процесса. Скорость перетекания воды из сосуда А в сосуд Б определяется пропускной способностью самой узкой трубки, а перепад давления Др, который складывается из перепадов на каждой из трубок, в основном сосредотачивается также на этой лимитирующей трубке Ар Дрл . Аналогичным образом общая скорость электродного процесса определяется скоростью лимитирующей стадии, а общая поляризация АЕтнАЕ . [c.171]

Скорость процесса, состоящего из ряда последовательных стадий, определяется скоростью самой медленной стадии. Это нетрудно понять, если воспользоваться следующей гидродинамической моделью. Предположим, что два сосуда, заполненных водой, сообщаются между собой через систему последовательно соединенных трубок разного диаметра (рис. VULl). Условием равновесия такой системы является равенство уровней воды в сосудах А и Б. Если поднять уровень в сосуде А, то возникает перепад давления Др и вода из сосуда А начинает перетекать в сосуд Б. Величина перепада давления аналогична поляризации электрода Д в электрохимической системе, а скорость перетекания воды — скорости электродной реакции I. Каждая из соединительных трубок при этом моделирует определенную стадию электрохимического процесса. Скорость протекания воды из сосуда А в [c.202]

В 1876 г. американский физико-химик Дж. У. Гиббс установил простой закон, который служит средством классификации всех систем, находящихся в состоянии истинного равновесия. Этот общий закон, являющийся следствием второго начала термодинамики, называется правилом фаз Гиббса. Для его понимания необходимо рассмотреть понятие степени свободы. Степени свободы — это независимые термодинамические параметры фаз системы (температура Т, давление р, концентрация t), находящихся в равновесии, изменение которых в определенных пределах не вызывает исчезновения одних и образования других фаз. Их число, называемое вариантностью системы, будем обозначать через /. В зависимости от числа степеней свободы различают инвариантную систему (/ = 0), моновариантную (f = 1), дивариантную (/ = 2) и т. д. Инвариантные системы могут существовать лишь при единственном сочетании р, Т и . У моновариант-ных систем можно произвольно изменять (в определенных пределах) только один параметр, не нарушая равновесия в системе (каждому значению переменного параметра отвечают строго определенные значения остальных). У дивариантных систем можно менять независимо друг от друга два параметра и т. д. [c.125]

Эти два подхода к определению избыточного химического потенциала вещества дисперсной фазы Лцг и А д. г используются для анализа различных аспектов состояния равновесия дисперсной системы. Первый из них был применен в 3 гл. I к рассмотрению равновесия частицы дисперсной фазы со средой при выводе уравнения Томсона (Кельвина). Второй подход, учитывающий участие частиц в тепловом движении, предусматривает тем сам Ы1М появление И исчезновение частицы как целого и повво-ляет описать равновесие частиц различного размера в дисперсной системе . Равновесному распределению частиц по размерам отвечает условие постоянства химического потенциала для частиц различного размера (включая и молекулярные), т. е. Дц г = =соп51. Из соотношеиия (IV—14) получаем выражеиие для равновесного числа частиц, данного радиуса г [c.118]

Из приведенных примеров видно, что равновесные системы м о н о характеризовать числом параметров или числом степеней свободы С. Эти параметры можно произвольно изменять в определенных пределах, не изменяя числа фаз. В рассмотренном случае однофазные системы характеризуются заданием двух параметров, двухфазные — одного и для трехфазных число таких параметров равно нулю. Описание фазовых равновесий в системах с большим числом компонентов (больше одного) существенно сложнее, так как для этого требуется много данных, например о взаимной растворимости веществ. Поэтому важно установить общий закон, позволяющий найти число фаз ири равновесии для систем с любым числом комионен-тоз. Таким законом является правило фаз, открытое Д. Гиббсом. Введем еще два определения, используемые в этом правиле. Фазой (Ф) называется однородная часть неоднородной системы, характеризующаяся определенным химическим составом и термодинамическими сво11ствами и отделенная от других частей поверхностью раздела. Очевидно, в любой системе может быть только одна газовая фаза. Числа же твердых или жидких фаз могут быть больше. Понятие фазы шире понятия агрегатного состояния. Наиример, твердое железо может существовать в виде различных фаз, хотя и имеющих одинаковый химический состав, но отличающихся термодинамическими свойствами, среди которых 7-железо с кристаллической структурой объем-поцептрированпого куба и а-железо со структурой гране- [c.78]

В сплаве 4 после окончания перлтектической реакции остается избыток жидкой фазы, и прн дальнейшем его охлаждении в интервале температур Тр—Ti происходит кристаллизация твердого р-раствора. Ниже Гг происходит охлаждение однородного твердого раствора р. При дальнейшем понижении температуры (ниже линии FN, точка Тз) этот раствор становится неустойчивым и, распадаясь, выделяет некоторое количество раствора -состава, отве-чаюшего линии GM (точка Q). В сплавах 2 п 3 после окончания перитектической реакции полностью исчезает жидкая фаза и ниже температуры Тр остаются в равновесии два твердых раствора аир, составы которых по мере снижения температуры изменяются в соответствии с ходом линий ОМ, FN. Примером системы с перитектикой может служить d—Hg. [c.175]

ЛИШЬ до определенной кокценграцни Б, а Т. р. В в А (р-р-р)-до определенной концентрации А. В первом случае Т.р. образуют эвтектику, т.е. существует точка Е нонва-риантного равновесия трех фаз жидкого расплава, состав к-рого отвечает точке Е, твердого а-р-ра, концентрация к-рого соответствует точке Р, и твердого р-р-ра, концентрация к-рого отвечает точке О, причем точка Е лежит между точками состава этих Т. р. Ниже т-ры остаются в равновесии два Т. р. а и р, составы к-рых по мере снижения т-ры изменяются в соответствии с ходом линий ОМ и РЫ (рис. 2, а). Образование подобных Т. р. наблюдается, напр., в системах Си-А , РЬ-8п. Во втором случае Т.р. Образуют перитектику-нонвариантную точку также трехфазного равновесия, но расположенную по одну сторону от точек состава Т. р. (точка Р, рис. 2,6). Примером системы перитектич. типа может служить Сс1-Н . [c.506]

Равновесие в системе Ж—Г характеризуется правилом фаз, указывающим необходимые условия существования данного количества фаз, т. е. число параметров, характеризующих равновесие, законом распределения компонента между фазами и константой равновесия химических реакций. Для перечисленных процессов характерны главным образом двухфазные системы, содержащие один, два и более компонентов. Фазовое равновесие для этих систем изображается в виде диаграмм состав — свойство, чаще всего состав — температура кипения. Так, например, диаграмма состав — температура кипения трехкомпонентной системы Н2О—НМОз—Н2504 (рис. 75) позволяет определить равновесные составы жидкости и паров кипящих смесей или температуры кипения смесей заданного состава при равновесии. На анализе этой диаграммы и расчетах при помощи ее основано производство концентрированной азотной кислоты ректификацией смесей разбавленной азотной и концентрированной серной кислот. Графическое изображение распределения компонентов между фазами при равновесии дается, например, в координатах С —где — равновесное содержание компонента в газовой фазе С ж—содержание компонента в жидкой фазе. Для процессов абсорбции и [c.156]

КОСТИ приводят в равновесие два или более взаимно несмешивающихся растворителя, например диметилсульфоксид и циклогексан. Если в качестве носителя неподвижной фазы используют силикагель, через колонку пропускают менее полярную фазу, т. е. насыщенный раствор диметилсульфокснда в цикло-гексане. При инертном носителе — октадецилсиликагеле в качестве элюента используют более полярную фазу. Компонент, лучше смачивающий носитель, образует на последнем пленку неподвижной жидкой фазы. Установлено, что системы этого типа обладают высокой воспроизводимостью и стабильностью. [c.177]

F, рис. 41), которые разделяют все поле диаграммы на области стабильного существования отдельных фаз (обозначения этих фаз указываются в соответствующих областях диаграммы). Ниже кривой AB D находится область газообразной фазы (пара), область АВЕ является областью равновесного существования модификации /Сь область EB F—модификации /Са и область F D —жидкой фазы (расплава). Все эти области являются однофазными и согласно правилу фаз для однокомпонентных систем дивариантны, т. е. в границах этих областей можно произвольно менять два параметра (температуру и давление), не нарушая равновесие в системе, т. е. не изменяя число и состав фаз. Вдоль линий упругости пара АВ, ВС, D, ВЕ и F, разделяющих области существования отдельных фаз, в равновесии находятся соответственно по две фазы твердая фаза Ki—пар (АВ), твердая фаза /Са — пар (ВС), жидкость — пар ( D), твердая фаза К —твердая фаза /Са (ВЕ) и твердая фаза /Са — жидкость ( F). Точкам этих линий соответствует моновариантное состояние системы, т. е. можно изменять произвольно без нарушения равновесия только какой-либо один параметр системы, например температуру, при этом второй зависимый параметр системы (давление) в соответствии с изменением температуры будет принимать строго определенное значение. Фигуративная точка, выражающая состояние системы, будет перемещаться при этом вдоль линий упругости пара. [c.204]

Устойчивость окрасок кислотными красителями к свету на полиамидном волокне близка к аналогичным показателям на шерсти, а устойчивость к мокрым обработкам даже выше. Однако вследствие низкого поглощения красителей этим волокном на нем невозможно получение насыщенных интенсивных окрасок. Неравномерная физическая структура полиамидного волокна затрудняет получение ровных окрасок. При крашении текстильных материалов из полиамидного волокна необходимо применять специальные выравниватели. При этом следует использовать такие красители, которые имеют только одну сульфогруп-пу в этом случае молекула красителя занимает в волокне всего один активный центр. Если же использовать красители с двумя или тремя сульфогруппами, то одной молекулой красителя могут блокироваться два или три активных центра полимера, что приведет к получению менее интенсивных окрасок. Кроме того, повышенная растворимость таких красителей также способствует сдвигу адсорбционного равновесия в системе волокно—красильный раствор в сторону раствора. [c.87]

Если при постоянной температуре в равновесии находятся три фазы газообразная А, твердая В и твердое соединение 8, которое образовалось по уравнению тпА - - иВтв х8тв, то равновесие в системе будет условпо-нопвариантпо (два компонента, три фазы, температура постоянная). Следовательно, для этой температуры будем иметь вполне определенное давление газа, при котором возможно сосуществование двух твердых фаз В и 8 вместе с газообразной. Если попытаться несколько увеличить давление газа, то это удастся лишь после того, как компонент В полностью перейдет в соединение 8. С другой стороны, попытка уменьшить давление газа приведет к разложению соединения 8. Следовательно, давление газа при данной температуре будет вполне определенным в присутствии двух твердых фаз В и 8. Это давление называется давлением диссоциации соединения. [c.165]

В точке инверсии пересекаются шесть кривых моновариантных равновесий (пять фаз) кривая равновесия пар—четыре соли, кривая равновесия четыре соли—раствор, и четыре кривые равновесия трех солей, раствора и нара. Этих кривых четыре, так как из четырех солей можно составить четыре комбинации по три (число сочетаний из четырех по три). Последние кривые являются кривыми растворимости. Если парообразная фаза отсутствует и давление остается постоянным, то равновесие в системе АХ—ВУ—АУ— ВХ—раствор возможно только при одной определенной температуре и оно условпо-инвариантно отвечающую ему точку назовем условной точкой инверсии (в дальнейшем слово условно мы будем опускать). В ней пересекаются четыре кривые моновариантного равновесия систем, образованных тремя твердыми солями и соответствующим раствором. Две из таких кривых лежат в областях более низких, а две другие — в областях более высоких температур, чем температура точки инверсии. При этом обе тройки солей, отвечающих кривым, идущим в одну и ту же сторону, содержат одну взаимную пару солей, а две другие тройки — другую. Например, если ниже точки превращения имеются два раствора, из которых один находится в равновесии с АХ, ВУ, АУ, а другой — с АХ, ВУ, ВХ, то выше этой точки один раствор будет в равновесии с АУ, ВХ, АХ, а другой — с АУ, ВХ, ВУ. [c.343]

Рассмотрим основные элементы диаграммы гетерогенного жидкофазного равновесия тройной системы А—В—С, приведенной на рис. XXVIII.5. Будем считать исходной точку 8 двойной системы А—В. Смесь состава 5о, как следует из диаграммы, распадается на два равновесных слоя Хц и х о. Прибавление все возрастающих количеств компонента С ведет к перемещению фигуративной точки состава по прямой ЗдС. При этом точке состава 5 отвечают равновесные слои х и х[, точке состава 8 — равновесные слои х и х ч и т. д. Ноды х х , х х ч, соединяющие равновесные слои, в общем случае не параллельны стороне АВ, так как очевидным условием параллельности является равенство коэффициентов распределения компонента С в А и В. [c.436]

Максимальное извлечение для потока чистого продукта. Так же как при равновесии многоступенчатой системы, описанном выше, здесь, рассматривается процесс ионообмена, включая два насыщающих компонента, которые с различной скоростью вымываются третьим компонентом. Секция десорбции (или вымывания) служит для получения регенерированной смолы, которая подается в верхнюю чгасть адсорбционной секции (секции насыщения). Оптимальная произаоднтеяьность десорбционной установки наблюдается, когда выходящая [c.559]

Основные теоретические и экспериментальные работы посвящены применению правила фаз и исследованию гетерогенных равновесий в системах из одного, двух и трех компонентов. Термодинамически обосновал диаграммы состояния и классифицировал твердые растворы в различных двухкомпонентных системах. Установил (1899) два правила, связывающие равновесные составы твердого двухком-понептного раствора и сосуществующей с ним жидкости с температурой плавления твердой фазы [c.436]

Для сильно разб. р-ров можно приравнять активность к концентрации мономера. При установлении равновесия в системе (Д0=0) химич. потенциал мономера будет равен химич. потенциалу полимер.1 1м= (<-п-Возможны два случая 1) полимер образует отдельную фазу, 2) полимер растворим в реакционной среде. В первом случае химич. потенциал полимера в расчете па одно мономерное звено постоянен, и ири равновесии можно заиисать [c.306]

В настоящем обзоре мы будем иметь дело только с колебательными спектрами систем второго типа, в которых находятся в динамическом равновесии два поворотных изомера или более. Первоначально такие системы исследовались в основном потому, что вопрос о поворотной изомерии очень интересен сам по себе. Но теперь результаты, полученные при изучении этого явления, находят непосредственное применение при определении термодинамических (равновесных) свойств raлeкyл с внутренним вращением, а в последнее время также при обсуждении скоростей и механизмов реакций. Поскольку торможение вращения связано главным образолг с силами, действующими между непосредственно несвязанными атомами или группами, то его изучение проливает также некоторый свет на природу внутримолекулярных сил. [c.356]