Плотность жидкости и пара вдоль кривой равновесия

Рис. 6.6. Интенсивность рассеяния (а) и распределение атомной плотности (б) для жидкого аргона вдоль кривой равновесия жидкость — пар

На кривой равновесия жидкость — пар ОС имеется еще одна замечательная точка. Это точка С, в которой кривая ОС прекращается при более высоких температуре и давлении эта линия не существует. Дело заключается в том, что вдоль линии ОС с ростом температуры плотность жидкости уменьшается (тепловое расширение), а плотность насыщенного пара возрастает вследствие очень быстрого роста его давления. Таким образом, все свойства обеих сосуществующих фаз сближаются, и при температуре, при которой эти фазы перестают различаться (обе фазы аморфны, они имеют одинаковую плотность, поверхность раздела между ними исчезает), теплота перехода падает до нуля. Эта точка называется критической (Д. И. Менделеев, первым предсказавший это явление, называл критическую точку точкой абсолютного кипения). Для каждого вещества критическая точка характеризуется своими значениями критической температуры, критического давления и критического молярного объема. Для воды эти значения таковы Т р = 647,31 К, р р = = 2,212 10 Па, V ,,= 56 см /моль. Выше критической температуры существует только одна аморфная фаза. Лучше всего называть ее не газом и не жидкостью, а флюидной фазой. Однако кристаллические фазы (например, лед) выше этой температуры, конечно, могут существовать, и поэтому линия равновесия твердая фаза — аморфная фаза (флюид) простирается выше (линия ОВ на рисунке). [c.112]

Изображенная на рис. 18-4 кривая зависимости равновесного давления пара от температуры не поднимается вверх бесконечно она резко обрывается в так называемой критической точке, которая для воды соответствует = 218 атм и 7 р т = 374°С. Когда вещество достигает этой точки, молярный объем его паровой фазы уменьшается из-за повышенного давления, а молярный объем жидкости, которая, будучи конденсированной фазой, менее восприимчива к изменениям давления, возрастает вследствие повышения температуры. Таким образом, по мере подъема вдоль кривой равновесия жидкость-пар, показанной на рис. 18-4, жидкая фаза расширяется, а паровая фаза, наоборот, сжимается. Вещество достигает критической точки, когда молярные объемы его жидкой и паровой фаз становятся одинаковыми, так что различие между двумя отдельными фазами исчезает. В критической точке Н2О находится в одной фазе и имеет молярный объем 57 см -моль тогда как жидкая вода (плотность 1 г-см ) имеет молярный объем 18 см моль а пары воды при 298 К-молярный объем 24450 см -моль . Следовательно, критическая точка достигается главным образом не за счет расширения жидкости, а за счет сжимания газа до тех пор, пока он не уменьшит свой молярный объем до молярного объема жидкости. [c.128]

Согласно третьему закону термодинамики энтропия жидкой фазы, так же как и твердой, при абсолютном нуле температуры должна обращаться в нуль. В связи с этим приобретает большой интерес вопрос о распределении атомов в жидком гелии, особенно при наиболее низких температурах. Плотность жидкого гелия мала, под давлением насыщенных паров она составляет всего около 0,14 г/мл, что в значительной мере объясняется малой молекулярной массой гелия (заметим, что плотность жидкого водорода примерно в два раза меньше плотности жидкого гелия). Необычна зависимость плотности Не от температуры (рис. 61). Там же представлена температурная зависимость теплоемкости С вдоль линии равновесия жидкость — пар. При температуре 2,173 К и 49,80 10 Па плотность жидкого Не проходит через максимум, после чего функция р = /(Г) резко меняет свое направление, плотность быстро уменьшается. Теплоемкость тоже аномально зависит от температуры. Кривая теплоемкости похожа на греческую букву X. При 2,182 К теплоемкость является разрывной функцией. Здесь в жидком Не происходит фазовый переход второго рода. Температура этого фазового перехода ( Х-точки ) немного снижается при увеличении давления. Жидкую фазу при температурах, соответствующих Х-точкам и ниже, принято называть гелий II . Жидкая фаза при температурах, лежащих выше Х-точек, названа гелий 1 . [c.229]

На рис. 6.6 приведены кривые интенсивности и распределения атомной плотности, относящиеся к жидкому аргону при различных температурах и давлениях вдоль кривой равновесия жидкость — пар от тройной точки до критической (точки 1—5 на диаграмме рТ рис. 6.7). Кривая [c.160]

Плотность жидкости и пара вдоль кривой равновесия [c.24]

Для кривых распределения p( ) жидкого аргона характерно наличие четкого первого максимума и размытых последующих, а для парообразного состояния — лишь одного максимума. С уменьшением плотности аргона при постоянной его температуре положение максимумов функции 4я [р( ) — <р>1 несколько смещается в сторону больших Я. Одновременно уменьшается среднее число ближайших соседей. Так, например, при переходе от точки 40 к точке 31 вдоль изотермы —125°С значение увеличивается от 3,81 до 3,88 А, а среднее координационное число 1 уменьшается от 6,2 до 4,9. При переходе через кривую равновесия жидкость — пар (точка 32) оно падает до 1,8. В за-критической области при переходе от точки 38 к точке 36 вдоль изо- [c.163]