Фазовая диаграмма равновесных состояний системы

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]

Рис. III.15 свидетельствует также о значительном различии в начальных скоростях приближения к равновесию. Студень, выдержанный при 0°С, очень быстро приближается к равновесному состоянию после нагревания до 12 °С, в то время как после выдержки при 25 С и охлаждения до 12°С установление равновесия проходит значительно медленнее. Вероятно, это может быть объяснено исходя из характера диаграммы фазового равновесия в системе полимер — растворитель, ко- [c.117]

Фазовые равновесия. Общие закономерности, которым подчиняются равновесные гетерогенные системы, состоящие иа любого числа фаз и любого числа веществ, устанавливаются правилом фаз Гиббса. Руководствуясь правилом фаз, строят диаграммы, которые позволяют наглядно следить за состоянием системы при нагревании, охлаждении и при изменении ее состава. В фармации, пользуясь диаграммами состояния, можно определять оптимальные условия приготовления лекарственных форм с заданными свойствами. Изучение фазовых равновесий позволяет грамотно решать вопросы, связанные с очисткой лекарственных веществ перегонкой с водяным паром и разделением веществ ректификацией. С помощью фазовых диаграмм можно решать вопросы совместимости при изготовлении лекарственных форм и возможности химического взаимодействия между отдельными компонентами. [c.10]

Фазовые диаграммы состояния представляют собой графическое изображение всех возможных равновесных состояний в данной системе, соответствуюш,их ее определенным параметрам. Поскольку условием равновесия является минимум энергии Гиббса, каждая точка на диаграмме соответствует той фазе или совокупности фаз, энергия Гиббса которых меньше, чем у других возможных (конкурирующих) фаз в системе. Другими словами, для теоретического расчета и построения диаграмм состояния необходимо знание энергии Гиббса конкурирующих фаз при данных параметрах системы. [c.285]

Постройте диаграмму фазового состояния системы фенол — вода по массовой доле равновесных фаз [c.246]

Повторяя ход рассуждений аналогично приведенному выще для" любой другой тем-" пературы в интервале между Та и Тв, можно для каждой из них получить соответствующую пару сопряженных точек. Соединяя общими кривыми все и 5 и замыкая их в точках Та и Тв, получим простейший вариант фазовой диаграммы, характеризующей равновесие только двух фаз (рис. 49). В случае если равновесными фазами являются жидкая и твердая фазы, то данная диаграмма состояния характеризует равновесие системы, в которой образуются непрерывные ряды твердых и жидких растворов. Аналогичная картина характерна и для системы жидкость — пар. [c.275]

Принцип соответствия каждому равновесному состоянию системы соответствуют определенные геометрические образы на фазовой диаграмме. [c.153]

По фазовой диаграмме I—х—у можно определить температуры кипения и конденсации, а также равновесные составы жидкой и паровой фаз для бинарных смесей при постоянном давлении (рис. 43, ряды IV и V). На этой диаграмме в системе координат с в качестве ординаты н х, у ъ качестве абсциссы строят кривую кипения 1 и кривую конденсации 2, концы которых совпадают. На рис. 44 приведена диаграмма t—х—у для смеси бензол— толуол. Во всех точках, лежащих выше изобарной кривой конденсации 2, смесь находится полностью в парообразном состоянии. В точках, расположенных между кривыми 1 к 2, система состоит частично из жидкости и частично из паров, а ниже изобарной кривой кипения 1 существует только жидкость. [c.75]

Определяющий возможность и эффективность процесса концентрирования коэффициент к может быть найден расчетным путем по известному значению ко с использованием теоретической зависимости [1004] между эффективным и равновесным коэффициентами распределения примеси. Значение последнего можно оценить, изучая фазовую диаграмму состояния бинарной системы основное вещество — примесь в области, близкой к ординате чистого основного вещества. Таким путем, например, даны оценки ко и проведено деление примесей на группы по поведению их при направленной кристаллизации алюминия [1210], висмута [376], цинка и кадмия [133]. Однако диаграммы состояния известны для ограниченного числа систем, в частности, металлических [135, 856, 917], и, кроме того, они недостаточно точны в области очень малых содержаний примеси. Поэтому оценка величин равновесных коэффициентов распределения некоторыми авторами [22, 406, 631] проводится на основании эмпирических зависимостей. [c.259]

Оба изотопа гелия можно получить в твердом состоянии путем повышения давления до 25—30 атм при 0,5° К. Из фазовой диаграммы (рис. УП 1.4) видно, что равновесное давление для системы тв. тело жидкость в случае Не сохраняется приблизительно постоянным до 2° К, а затем резко возрастает. Для Не равновесное давление увеличивается при температурах, превышающих 0,5° К. [c.296]

Будучи фундаментальным положением учения о гетерогенных равновесиях, правило фаз играет большую роль при анализе различных диаграмм состояния, которые обычно строят в координатах состав — температура и которые изображают на плоскости или в пространстве фазовые равновесия в различных системах в зависимости от их химического состава и температуры. Правило фаз позволяет определить максимально возможное число равновесных фаз системы в заданных условиях. Оно позволяет контролировать правильность экспериментального построения диаграмм состояния и устранять возможные ошибки в изображении фазовых равновесий. [c.268]

Рассмотренные выше случаи относятся к системе, объем которой свободно изменялся по мере изменения температуры или давления. Иной характер имеют фазовые превращения в системе с неизменным объемом. Пусть на диаграмме (рис. 5.10) начальное состояние системы изображается точкой В, т. е. имеются равновесные. .. и. ... [c.268]

Равновесие в системе Ж — Т основано на правиле фаз и выражается при помощи диаграмм фазового состояния, определяющих зависимость состояния системы и фазовых равновесий в ней от ее состава или внешних условий. Анализ таких диаграмм позволяет определять равновесный выход продукта и условия максимального приближения реального производственного процесса к равновесию. [c.197]

Для простых жидких смесей левая п правая ветви бинодали и спинодали равноценны в случае же полимеров приходится считаться с релаксационными явлениями. Фазовая диаграмма типа рис. 10 описывает равновесную в термодинамич. смысле ситуацию. Однако скорость установления равновесия справа и слева , вследствие высокой вязкости р-ров полимеров, может различаться на несколько порядков. Интервал состояний между точками F" и F может соответствовать застеклованному р-ру. В этом случае термодинамически нестабильная (или метастабильная) система может оказаться абсолютно кинетически стабильной. То же, разумеется, будет относиться и ко всем состояниям правее точки F. [c.61]

Представление о фазовых превращениях, протекающих в чугуне при охлаждении и нагревании в идеальных равновесных условиях, и о формировании структуры чугуна можно составить по двойной диаграмме состояния системы железо — цементит и железо — графит (см. рис. 1), а также по диаграмме состояния тройной системы железо — углерод — кремний (рис. 51). [c.142]

Представить изменение состава четырехкомпонентной системы можно только посредством трехкоординатной диаграммы, которая имеет вид правильного тетраэдра и демонстрирует только изменение состава при постоянных температуре и давлении. Примеры таких диаграмм приведены на рис. 5.8,6 и в. Для практических целей пригодны двухкоординатные диаграммы при постоянных величинах мольных составов двух из компонентов (см., например, рис. 5.8,в и г), либо трехкоординатные диаграммы при фиксированном мольном составе одного из компонентов. При построении диаграммы системы, показанной на рис. 5.8,в, целесообразно считать постоянным содержание воды. Изучение состояния многокомпонентных растворов и равновесных составов жидкость—твердая фаза, чаще всего проводилось на примерах водных солевых смесей (см. [133, 22]). Рассмотрение четырех- и пятикомпонентных систем не входит в нашу задачу фазовое равновесие в таких системах подробно обсуждается в книгах Риччи [ПО], Фогеля [138] и Цернике [146]. [c.297]

Фазовая диаграмма равновесных состояний системы кремнезем — вода была построена Смитсом по аналогии с системой этиловый эфир — антрахинон (фиг. 628). Она характеризуется многочисленностью возможных положений точек Р я О в связи с существованием различных кристаллических модификаций кремнезема. Концентрация кремнекислоты во флюидной фазе сильно зависит ст давления, как это видно из сечений давление — концентрация. Флюидная фаза, сосуществующая с а-кристобалитом, характеризуется наивысшим содержанием кремнезема, а сосуществующая с 3-кварцем — наинизшим. Ван Ньивенбург и Блумендаль подтвердили сильную растворимость кремнезема при 365—410°С под давлением 000—35 0 атм поэтому установлено, что кремнезем действительно летуч. С другой стороны, кремнезем, растворенный во флюидной фазе, взаимодействует с другими окислами, например с окислами цинка или кальция, и образует кристаллические силикаты. Были получены хорошо образованный виллемит Р-волластонит, аламозит РЪО ЗЮг, метасиликат стронция, тефроит 2МпО 8102, диопсид, клиноэнстатит, [c.568]

Если система конденсирована, то небольшие давления мало отражаются на равновесии. Поэтому при исследовании конденсированных систем при атмосферном давлении, как это обычно делается, можно без ощутимой погрешности принять давление постоянным. Действительно, если ограничиться рассмотрением свойств системы при р= onst и выбрать это давление большим, чем давление насыщенных паров смесей любого состава, то в системе не будет газообразной фазы. Число переменных уменьшается до двух. Изображение зависимости между ними может быть выполнено на плоскости в координатах T=f X). Построенную диаграмму называют изобарической диаграммой равновесного состояния конденсированной системы. В литературе вместо этого точного, но слишком длинного термина обычно применяют более краткие, но неточные названия диаграмма состояния, диаграмма равновесия, концентрационно-температурная диаграмма, фазовая диаграмма, диаграмма [c.130]

Нодой называется изотерма, соединяющая на фазовой диаграмме две ее точки, характеризующие состояния двух равновесно сосуществующих фаз рассматриваемой системы. [c.141]

Рассмотрение двух кривых концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала в изобарическом сечении дает картину, показанную на рис. 46. Проведя общую касательную и учитывая, что значения свободной энергии Гиббса внутри интервала концентраций между сосуществующими фазами всюду ниже изобарно-изотермического потенциала каждой из фаз в отдельности, заключаем, что в указанном интервале при данных значениях температуры и давления устойчива смесь равновесных фаз, и изобарный потенциал смеси определяется по правилу аддиатив-ности. Мы уже отмечали, что в конденсированных системах роль давления сравнительно невелика и в известных пределах ею можно пренебречь. В этом случае для двухкомпонентных систем в качестве параметров состояния, определяющих характер фазовой диаграммы на плоскости, остаются температура и концентрация. Закрепляя один из этих параметров, получаем возможность для установления четкой зависимости изобарно-изотермического потенциала от другого параметра. Анализируя относительное расположение этих зависимостей для различных фаз, получаем способ установления характера фазового равновесия в системе. [c.264]

V f(P, Т). Если по трем координатным осям отложить давление, температуру и объем системы, то полученная пространственная диаграмма, называемая диаграммой состояния, дает графическое изображение зависимости между Р, Т и V. Однако построение таких пространственных диаграмм связано с определенными трудностями, и они мало удобны для практического применения. Для характеристики состояния однокомпонентной системы чаще используют плоскую диаграмму, представляющую собой проекцию пространственной диаграммы на плоскость Р — Т. Плоская диаграмма описывает состояния однокомпонентной системы и фазовые равновесия в ней при различных параметрах. В основе анализа диаграмм состояния, как показал Н. С. Курнаков, лежат два общих положения принцип непрерывности и принцип соответствия. Согласно принципу непрерывности при непрерывном изменении параметров, определяющих состояние системы, свойства отдельных фаз изменяются также непрерывно, свойства же всей системы в целом изменяются непрерывно лишь до тех пор, пока не меняется число или природа ее фаз. При исчезновении старых или появлении новых фаз свойства системы в целом изменяются скачкообразно. Согласно. принципу соответствия на диаграмме состояния при равновесии каждому комплексу фаз и каждой фазе в отдельности соответствует свой геометрический образ плоскость, линия, точка. Каждая фаза на такой диаграмме для одно-компонентной системы изображается плоскостью, представляющей собой совокупность так называемых фигуративных точек, изображающих состояния равновесной системы. Равновесия двух фаз на диаграмме состояния изображаются линиями пересечения плоскостей, а равновесие трех фаз — точкой пересечения этих линий, называемой тройной точкой. По диаграмме состояния можно установить число, химическую природу и границы существования фаз. Плоские диаграммы состояния, построенные в координатах Р — Т, не дают сведений о молярных объемах фаз и их изменениях при фазовых переходах. Для решения этих вопросов используются проекции пространственной диаграммы на плоскости Р V или Т V. [c.331]

Использование простейших фазовых диаграмм. Полную информацию об области существования комплексного соединения а случае обратимых химических реакций дает построение диаграмм состояния. В качестве примера приведе.м изотерму системы 2пС12 — глицин — вода при 50 °С (рис. 9.1) и политерму системы Т1Вг—ОеВгг (рис. 9.2). На диаграммах отчетливо видны концентрационные, а во втором примере и температурные пределы равновесного существования соединений. [c.397]

Обычно фазовые диаграммы отражают равновесное состояние систем, но если равновесие достигается медленно, можно пользоваться диаграммами, построенными по кинетическим данным (изохроны, полихроны). Некоторые системы могут находиться в метастабиль-ном состоянии, когда состав и свойства отдельных их частей отличаются от равновесных. При этом между собой метастабильные фазы находятся в состоянии истинного равновесия. Метастабильные состояния отличаются от лабильных, или неустойчивых, тем, что последние постепенно, в течение более или менее длительного времени, переходят в равновесные состояния без внешних воздействий. Ме-тастабильная же система переходит в равновесное состояние только в результате таких воздействий. Например, при внесении кристаллической затравки в пересыщенный раствор. Метастабильная фаза, сама по себе устойчивая, становится неустойчивой в присутствии другой (стабильной) фазы того же вещества. Более устойчивые формы обладают меньшим давлением пара и меньшей растворимостью (см. разд. 4.5.1). [c.128]

Иногда его называют коэффициентом сегрегации или коэффициентом ликвации. Коэффициент распределения — очень важная характеристика примеси. Он определяет поведение примеси при кристаллизации и характер распределения ее в вырап енном кристалле, а также позволяет оценить эффективность очистки вещества в процессе кристаллизации. Величина к зависит от природы примеси и основного вещества, типа фазовой диаграммы соответствующей системы, условий кристаллизации, скорости перемещения расплавленной зоны, интенсивности перемешивания и т. п. При кристаллизации из расплава различают равновесный и эффективный коэффициенты распределения. Равновесный коэффициент распределения к применим к бесконечно медленной кристаллизации при равновесии между соприкасающимися фазами. Эффективный коэффициент распределения характеризует процессы кристаллизации с измеримой скоростью (состояние системы неравновесно). Величина /г для различных примесей в одном и том же веществе может меняться в очень широких пределах. Примеси, понижающие температуру плавления, имеют к <. 1, а примеси, повышающие температуру,— к > 1, На рис. 32 показаны участки фазовых диаграмм в области небольших концентраций примеси. При этих концентрациях можно использовать для описания состояния системы законы разбавленных растворов и считать, что шнии солидуса и ликвидуса близки к прямым. Тогда коэффициент распределения легко рассчитать. Он равен отношению отрезков горизонтальных линий от оси температур до их пересечения с линиями солидуса и ликвидуса. Если угол между линиями солидуса и ликвидуса мал и концентрации и [c.61]

Последовательность фазовых изменений, осуществляемая в соответствии с диаграммой Феннера, относится только к равновесным условиям. Однако в реальных условиях в этой системе, как и во многих других силикатных системах, наблюдаются существенные отклонения от равновесных состояний. Можно указать на следующие характерные для системы SiOa отклонения. [c.208]

Как указывалось ранее, исходная система может быть в состоянии недогретой жидкости (точка -о), перегретого пара (точка Ьд ) или даже в двухфазном жидкопаровом состоянии (точка Ьд"). Из тепловой диаграммы на фиг. 45 и на основании определяющего в уравнения 0V. 4) можно установить величину расхода тепла на проведение процесса. Этот расход тепла в случае, например, недогретой до точки кипения жидкости будет пропорционален положительному отрезку ЬдЬ на тепловой диаграмме. Если исходная системы представляла собой перегретый пар, изображенный фигуративной точкой Ьд, то для получения из нее насыщенного пара О (у, 0) и жидкости Я х, ц) от системы требуется уже отнять тепло, величина которого будет измеряться отрицательным отрезком Ьд Ь на тепловой диаграмме. Вообще, смотря по тому, расположена ли фигуративная точка сырья на тепловой диаграмме выше или ниже фигуративной точки Ь а, в), требуется либо отнимать тепло от системы, либо подводить к ней тепло, чтобы получить в результате однократного изменения ее фазового состояния конечные равновесные продукты — жидкий / и паровой О. Если система должна быть сконденсирована для получения целевых продук- [c.150]

ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ (фазовая диаграмма)— графич. изображение зависимости между параметрами состояния равновесной физико-химич. системы или между ними и ]гек-рыми другими параметрами системы, в частности концентрациями. Д. с. однокомпонентной системы дает связь между темп-рой t и давлением р Д. с. двойной — связь между этими параметрами и концент])ацией одной иа составных настей и т. д. При числе параметров больше двух для изображения Д. с. на чертеже ее проектируют на плоскость, выбираемую т. о., чтобы нек-рое число параметров (иногда их сумма) имело постоянное значение. Чаще всего постоянным принимается р и получают т. н. [c.541]

Переходя к описанию фазовых диаграмм в сополимерных систе- ах, необходимо помнить, что они характеризуют фазовое состояние еравновесных систем. Для их полного описания нужно определить до-олнительные внутренне присущие таким системам переменные па-аметры (гл., 11). Обычно такие параметры отсутствуют. При нагревами равновесных систем эвтектического типа, таких, как парафины шс. 8.18), должно происходить резкое плавление эвтектических крис-аллов обоих компонентов. Затем следует широкая область плавления хорошо выраженным концом плавления, определяемым линией лик-идуса. Такое поведение практически никогда не наблюдается для янейных макромолекул. Эвтектическое плавление имеет место для [c.421]

Смотреть страницы где упоминается термин Фазовая диаграмма равновесных состояний системы: [c.331] [c.241] [c.155] [c.318] [c.200] [c.73] [c.189] [c.73] [c.162] [c.352] [c.449] [c.458] [c.155] [c.296] [c.95] [c.228] [c.248] [c.19]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология