Состояние веществ диаграмма,

Рис. 5.1. Типичная диаграмма состояния вещества.

Рис. 41. Диаграмма состояния серы, как пример диаграммы состояния вещества с энантио-тропным превращением

В технике обычно пользуются несколькими типами диаграмм. При решении определенной задачи может оказаться более удобной та или иная диаграмма. Состояние веществ на диаграммах определяют давление р, температура Т и массовая доля одной фазы X (в случае системы жидкость — пар). Другие параметры удельный объем V, энтальпия г и энтропия 5, которые чаще всего относят к 1 кг. [c.226]

Диаграммы состояния веществ строят по экспериментальным данным на основе двух принципов Н. С. Курнакова — непрерывности и соответствия. Кривые для построения диаграмм можно также рассчитывать по формуле Клаузиуса—Клапейрона. [c.163]

На таких диаграммах можно легко проследить ход тех изменений, которым подвергается вещество (испарение, конденсация, сжатие, расширение, охлаждение, изменения адиабатические, изотермические, изоэнтальпные и другие). Для любой точки линии изменения можно быстро найти на диаграмме параметры, характеризующие состояние вещества (энтропию, энтальпию, давление, объем, температуру). В работе, связанной с развитием технологического метода, когда обязателен, например, выбор оптимального варианта процесса, проходящего при рассмотренных нами изменениях системы, энтропийные диаграммы незаменимы. Кроме того, следует помнить, что, особенно в областях низких температур и высоких давлений, поведение реальных газов резко отличается от поведения идеального газа, и расчеты по рассмотренным выше уравнениям требуют внесения поправок, трудно поддающихся вычислению, а иногда и не очень точных. Проведение расчетов с использованием энтропийных диаграмм, составленных по экспериментальным данным, обеспечивает получение значительно более точных результатов в короткое время. [c.142]

Состояние системы в твердом, жидком и парообразном состояниях можно изобразить с помощью плоских или трехмерных графиков. Эти изображения называются диаграммами. Диаграмма, в которой по осям координат откладываются значения термодинамических параметров или функций состояния, называется термодинамической диаграммой. Если диаграмма несет информацию о фазовом состоянии вещества, то она называется фазовой диаграммой. Каждая точка на фазовой диаграмме, называемая фигуративной, или изображающей, несет информацию о фазовом состоянии вещества и значениях термодинамических параметров. Две фазы (или более) могут существовать в равновесной ситуации одновременно. Тогда они называются сосуществующими фазами. Например, твердая или жидкая фазы могут сосуществовать с газовой фазой. Нафевание твердого вещества сопровождается расплавлением, и все три фазы — твердая, жидкая и газовая, будут при некоторых строго определенных условиях по температуре и давлению существовать одновременно. Возможно одновременное сосуществование двух твердых и одной жидкой фазы. Точка на термодинамической диаграмме, соответствующая состоянию, в котором находятся в равновесии три фазы вещества, называется тройной точкой. Хорошо известна тройная точка воды при температуре около 273 К и давлении 1 бар. [c.163]

Давление насыщенного пара можно также находить по диаграммам состояния веществ (диаграммы состояния даны в приложении). Точка пересечения пограничной кривой пара с изобарой и изотермой дает значение температуры или давления насыщенного пара. [c.34]

Чем определяется наклон линий на диаграмме состояния вещества для зависимости Гпл от давления [c.187]

Часто в однокомпонентных системах отдельные фазы представляют собой одно и то же вещество в различных агрегатных состояниях — твердом, жидком и газообразном. Каждому агрегатному состоянию, т. е. каждой фазе, отвечает определенная область диаграммы состояния вещества. Пограничные линии характеризуют равновесия а) между газообразной и жидкой фазами, б) между жидкой и твердой фазами, в) между твердой и газообразной фазами. Тройная точка показывает значения температуры и давления, при которых сосуществуют все три фазы, т. е. вещество во всех трех агрегатных состояниях. [c.136]

Такие диаграммы охватывают также и свойства жидкой фазы, а иногда и твердой. По диаграммам легче определять изменения состояния вещества (газа, жидкости) при различных превращениях, [c.225]

Область, расположенная на диаграмме левее нижней пограничной кривой, характеризует жидкое состояние вещества. Область, расположенная на диаграмме правее верхней пограничной кривой, характеризует газообразное состояние вещества. Область, расположенная на диаграмме между пограничными кривыми, характеризует состояние жидкости, кипящей в равновесии с собственным паром. Процесс конденсации внешне отличается от процесса испарения и проходит через стадию образования так называемого влажного пара подробней см. разд. И.39. [c.23]

Состояние вещества, изображенное на диаграмме точкой К, называется критическим. В нем газообразная и жидкая формы существования вещества настолько сходны, что не отличаются друг от друга. Температура, давление, удельный (молярный) объем вещества, находящегося в критическом состоянии, называются критическими параметрами. Каждому индивидуальному веществу присущи свои значения критических параметров, и поэтому они являются физическими константами вещества их значения для некоторых веществ см. в [2, табл. 42]. [c.23]

На рис. 73 представлена кривыми 1, 2, 3 диаграмма состояния чистого растворителя [2, с. 20—25]. Чем эта диаграмма отличается от диаграммы состояния воды На этой диаграмме индексами к обозначено поле кристаллов, т. е. все те сочетания температур и давлений, при которых возможно существование кристаллов, ж — поле жидкости и г — поле газового состояния вещества (пара). [c.150]

Достоинства Р—У-диаграмм состояния вещества — наглядность и возможность графического определения работы процесса. Но в технологи ческой практике основное внимание уделяется определению теплоты процесса, особенно при расчетах теплопередачи, а Р—У-диаграмма не позволяет сделать это непосредственно. [c.108]

Рассмотрим, как изменяется состояние системы при подводе к ней теплоты при постоянном давлении. Пусть исходное состояние характеризовалось координатами точки В на рис. (4.1). Точки, отражающие состояние и условия существования системы, называются фигуративными. Фигуративная точка при нагревании будет перемещаться на плоской диаграмме по горизонтальной линии. В точке О начинается плавление, объем системы меняется, и фигуративная точка перемещается по прямой, перпендикулярной к р—Г-плоскости (на плоской р—Т диаграмме этого увидеть нельзя). Только после полного перевода вещества в жидкость мы увидим на плоской диаграмме перемещение фигуративной точки вправо от О. Когда фигуративная точка дойдет до границы области существования жидкой фазы О", вещество начнет испаряться, и опять на плоской диаграмме изменение состояния вещества при этом не отра- [c.160]

Рис. 42. Расположение кривых двухфазных равновесий иа диаграмме состояния вещества с монотропным превращением

Если компоненты только частично смешиваются в твердом состоянии, то диаграмма плавкости имеет вид, изображенный на рис. 26. Многие бинарные системы имеют диаграмму плавкости вида, изображенного на рис. 27. Однако в реальных случаях и эти системы при преобладающем содержании одного из компонентов, т. е. когда молярная (атомная) доля одного из компонентов в смеси близка к единице, имеют диаграмму плавкости, соответствующую правой или левой части рис. 26. Это обусловлено тем, что в процессе кристаллизации часть примеси захватывается кристаллами основного вещества вследствие образования смешенных кристаллов (твердых растворов) или вследствие адсорбции примесных молекул на гранях растущих кристаллов. [c.106]

По сравнению с диаграммами состояния других веществ диаграмма состояния воды обнаруживает ряд особенностей. В жидкой воде молекулы расположены очень упорядоченно благодаря сильным взаимодействиям, обусловленным в основном водородными связями, что сказывается на наклоне кривых плавления и испарения и на значениях относящихся к ним термодинамических данных. [c.29]

Рис. 40. Диаграмма состояния вещества типа воды < т)

Рис. 56. Диаграмма состояния вещества.

Критическое состояние. Большую роль в формировании взглядов на природу жидкого состояния сыграло открытие Д. И. Менделеевым (1860) критического состояния вещества, экспериментально изученного Эндрюсом (1869). Критическим называется такое состояние, при котором жидкая фаза и ее насыщенный пар в состоянии равновесия имеют одинаковые физические свойства и отсутствует мениск на границе жидкость — пар. В критическом состоянии становятся равными плотности, а также удельные объемы жидкости и ее насыщенного пара. Теплота испарения в критическом состоянии равна нулю. На диаграммах состояния однокомпонентных систем (рис. И 1.44) критическое состояние описывается так называемой критической точкой координаты которой представляют собой важные константы вещества, называются критическими параметрами и зависят от природы вещества. Значения критических температур (7 ), давлений (р ) и удельных объемов приведены в табл. П1.10. [c.223]

Рис. 111.44. р—Г-и р—1/-проекции трехмерной фазовой диаграммы состояния вещества [c.225]

На рис. 42 показана часть диаграммы состояния вещества с моно-тропными модификациями О О В— кривая давления пара жидкости ОаО — кривая плавления стабильной модификации 2 А — недостижимая точка превращения, лежащая выше точек плавления О1 и О2 обеих модификаций. Метастабильные моновариантные линии равновесий с участием модификации 1 показаны редким пунктиром. Из рисунка видно, что при одной и той же температуре давление пара неустойчивой модификации 1 выше, чем стабильной. [c.166]

Линия a k соответствует двухфазному равновесию между жидкостью и паром. Как уже указывалось, оно является моновариант-ным, т. е. характеризуется одной степенью свободы. Это означает, что можно произвольно изменять только один из параметров состояния— давление или тем пературу, тогда как другой определяется из диаграммы. Из диаграммы также следует, что линия a k характеризует зависимость давления насыщенного пара данного вещества от температуры и ее же можно трактовать как зависимость температуры кипения вещества от внешнего давления. В этой связи кривая a k получила название кривой кипения или кривой испарения. Со стороны повышенных температур и давлений эта кривая заканчивается в критической точке с координатами Ть и Ри, характеризующей такое состояние вещества, в котором исчезает различие между жидкостью и паром. Это состояние нонвариантное, так как к обычным условиям равновесия добавляется условие идентичности фаз, которое уменьшает число степеней свободы на единицу. Нонвариантными для данного вещества будут также критическое давление и критический объем. Обычно при значениях параметров, превышающих критические, принято говорить о состоянии надкритическом, однофазном, избегая приписывать этому состоянию наименование жидкость или пар. Точки, ограничивающей кривую a k снизу, со стороны пониженных температур и давлений, не существует. Жидкость может пребывать в переохлажденном состоянии ниже точки плавления а. Линия a k i, являющаяся участком кривой a k, пролонгированным за тройную точку в область твердого состояния S, изображает зависимость давления насыщенного пара от температуры над переохлажденной жидкостью. Переохлажденная жидкость менее устойчива, чем твердая фаза при той же температуре. Поэтому давление паров над переохлажденной жидкостью выше, чем над твердой фазой при той же температуре (кривая a k i лежит выше кривой а а ]). Однако такой критерий различной устойчивости фаз применим только к однокомпонентным системам. У двух- и многокомпонентных систем эти отношения сложнее. [c.265]

Отметим необходимость указания агрегатного состояния веществ, для которых проводятся термохимические расчеты. Рис. 8.1 поясняет сказанное на энтальпийной диаграмме (переходы 1—3). Очевидно, что энтальпии переходов 4—6 суть энтальпии фазовых переходов газ—жидкое, газ—твердое и жидкое—твердое соответственно, т. е. энтальпии испарения, плавления и возгонки. Эта же диаграмма иллюстрирует и закон Гесса. Видно, что энтальпия реакции (1) (переход /) равна сумме энтальпий реакций (4) (переход 7) и (2) (переход 8). Вычисленная в тексте энтальпия реакции (4) (переход 7) есть разность энтальпий реакций (1) (переход I) и (2) (переход 8). [c.166]

На основании учения о гетерогенных равновесиях Гиббса, руководствуясь правилом фаз, Н. С. Курнаков предложил строить диаграммы состояния и диаграммы состав — свойство и по ним судить о характере химического взаимодействия компонентов. Изучение диаграмм состав — свойство имеет большое значение для синтеза новых соединений. На основе полученной диаграммы можно сознательно выбрать условия образования и выделения соответствующего вещества. [c.264]

Совокупность этих кривых образует диаграмму состояния вещества, так как она разграничивает три области плоскости, соот- [c.217]

Для более глубокого изучения явления возгонки необходимо познакомиться с диаграммой состояния вещества, представленной на рис. 53. По оси абсцисс отложена температура /, по оси ординат— давление насыщенного пара р. Аналогичный вид имеет диаграмма состояния воды с той разницей, что у нее кривая ТВ наклонена к оси ординат, так как температура замерзания воды по мере возрастания давления понижается . [c.39]

Кривые ТА, ТБ и ТВ разделяют диаграмму состояния вещества на три области / — область существования твердой фазы, II — жидкой фазы и III — парообразной фазы. Точка Т, где сходятся все три области, указывает температуру и давление, прн которых могут находиться в равновесии все три фазы вещества — твердая, жидкая и парообразная. Она называется тройной точкой (Г). [c.39]

Кривые ТА, ТБ и ТВ разделяют диаграмму состояния вещества на три области / — область существования твердой фазы, II — жидкой фазы и III — парообразной фазы. [c.44]

Рис. 65. Диаграмма состояния однокомпоыентной системы К — поле кристаллического состояния вещества Ж — поле жидкого состояния веществ Г—поле газового состояния вещества (пар) О — тройная точка (равновесие трех фаз) ВО — кривая зависимости температуры плавления от давления ЛО —кривая давление пара над жидкостью (зависимость от температуры) ВО — кривая давления пара над кристаллом

Лекция 7. Основные положения метода молекулярных орбиталей (МО). Энергетические диаграммы распределения электронной плотности в молекулах. Применение метода МО к молекулам, образованным из атомов элементов первого и второго периодов. Объяснение магнитных свойств и возможности существования двухатомных частиц с помощью метода МО. Лекция 6. Межмолекулярное взаимодействие. Природа межмолекулярных сил. Ориентационное, индуктивное, дисперсионное взаимодействие. Водородная связь. Влияние водородной связи на свойства вешества. Конденсированное состояние вещества. Кристаллическое состояние. Кристаллографические классы и втя системы.. Ьоморфизм и полимор( )Изм. Ионная, атомная и молеклярная, металлическая и кристаллическая рещетки. [c.179]

Нафевание жидкости, находящейся в равновесии с паром, при некоторых довольно строгих условиях, накладываемых на температуру, давление и объем системы, может приводить к внезапному исчезновению фаницы между жидкой и газовой фазой. Состояние вещества (или смеси веществ), возникающее при исчезновении различия между фазами, находящимися в равновесии друг с другом (например, между жидкостью и ее паром, между двумя жидкостями и др.), называют критическим состоянием. На фазовой диаграмме в этой точке кривая сосуществования жидкости и пара обрывается. Точка на термодинамической диаграмме, соответствующая критическому состоянию вещества, называется критической точкой. Критические состояния вещества свойственны не только системам с равновесием типа жидкость — ее насыщенный пар , но иногда также системам с равновесием несмешивающихся жидкостей и даже аморфнь[х или кристаллических твердых фаз. [c.169]

Проведя по крайней мере два эксперимента по изучению изменения давления насыщенного пара во времени (при двух значениях температуры) над твердым веществом (возгонка) и над жидкостью (испа рение) и обработав результа ты описанным выше способом, можно построить V ивые воз-онки и испарения па диаграмме состояния вещества. [c.28]

Диаг ммы состояния систем, состоящих из веществ, образующих твердые растворы. Вещества, молекулы (атомы) которых обладают близкими размерами и близкой поляризуемостью, и имеющие сходную кристаллическую структуру, кристаллизуются из раствора совместно, образуя непрерывные твердые растворы (изоморфные смеси) - твердую фазу переменного состава. Примерами подобного рода систем служат смеси Мо - W, КВг - KI, K]S04 - К2СЮ4. Они имеют диаграммы состояния, аналогичные диаграмме состояния системы Kg - Au, показанной на рис. 2.35. [c.311]

Полиморфные превращения. Число равновесий в однокомпонентной системе увеличивается, если данное вещество способно существовать в различных кристаллических формах (модификациях). Явление полиморфизма распространено как среди неорганических, так и оргаиических веществ. Кристаллы полиморфных модификаций вещества отличаются физическими свойствами, поэтому каждая модификация представляет собой отдельную твердую фазу. Согласно (Х.Ю) две полиморфные модификации могут существовать в равновесии только с паром или с жидкостью, по не обе вместе. Поэтому на диаграмме состояния вещества появляются две новые тройные точки модификация 1 — модификация 2 — пар и модификация 1 — модификация 2 — жидкость. Кроме того, имеются дополнительные кривые для двухфазных моновариантных равновесий с участием фаз / и 2. [c.164]

При 0,0075 С вода образует однокомпонеитную трехфазную систему, состоящую из ее паров, жидкой воды и льда. Подобное равновесие в системе характеризуется так называемой тройной точкой диаграммы состояния, показывающей, в каком фазовом состоянии находится вещество в зависимости от давления и температуры. Для построения диаграммы состояния вещества используют пр>Гмо-угольную систему координат, откладывая по оси абсцисс абсолютную температуру, а по оси ординат давление. Найденные значения темггературы и давления являются координатами точки, местоположение которой на диаграмме показывает фазовое состояние вещества при данных условиях. Как видно из схематической диаграммы состояния воды, приведенной на рис. 56, вся ее площадь разделена на три зоны, отвечающие трем фазовым состояниям. Зоны отделены друг от друга тремя линиями, точки на которых соответствуют существованию воды в двух состояниях, в двух фазах, находящихся между собой в равновесии лед = пар (кривая ОА), лед жидкость (кривая ОВ). жидкость5= пар (кривая ОС). Переходу воды в переохлажденное состояние соответствует кривая ОО, являющаяся продолжением кривой ОС за точку О — точку замерзания воды. [c.216]

Выше и правее линии МАКВО расположена область VI — область газообразного состояния веществ. Ход изобар и изохор на диаграмме Т — 8 определяется в соответствии с их угловыми коэффициентами [c.23]

Агрегатное состояние. Как правило, для вещества возможны четыре агрегатных состояния твердое, жидкость, пар (газ) и плазма. Все возможные фазовые состояния индивидуального соединения (однокомпонентной системы) могут быть изображены графически в виде диаграммы состояния, координатами которой обычно выбирают температуру и давление (рис. 2.1). Каждому реально существующему состоянию на диаграмме отвечает точка. Например, при температуре Г] и давлении рх вещество находится в твердом состоянии (точка М). Область существования каждой фазы отграничена соответствующими линиями. [c.24]

Жидкое состояние вещества является промежуточным между твердым и газообразным (рис. 1.1). Сбласть существования жидкости ограничена со стороны низких температур переходом в твердое состояние (точки сМ ), а со стороны высоких — переходом в газообразное состояние (точки с, е). Линия АК, разделяющая жидкую и газообразную фазы, заканчивается критической точкой, соответствующей температуре и давлению р р, выше которых невозможно существование жидкости в равновесии с паром. Линия равновесия жидкость — твердая фаза критической точки не имеет. У металлов температура плавления повышается с увеличением давления (кривая АВ) у льда, кремния, гер1иа-ния — понижается (кривая АВ ). Точка А на диаграмме состояния соответствует температуре и давлению, при которых в закрытом сосуде находятся в равновесии твердая, жидкая и газообразная фазы. Жидкости сочетают некоторые свойства как твердых тел, так и газов. Твердые тела бывают кристаллические и аморфные. По типам связи кристаллы подразделяют на атомные, ионные, металлические и молекулярные. Они обладают ближним и дальним порядками. Ближний порядок означает правильное расположение около фиксированного атома, иона или молекулы определенного числа ближайших соседей. Дальним порядком называется расположение частиц в определенной последовательности с образованием единой трехмерной решетки. При наличии дальнего порядка расстояние до любого атома кристалла вычисляется через параметры элементарной ячейки по формуле [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология