Изобара фазового равновесия

Графическим выражением этих законов являются широко применяемые в расчетах процесса ректификации диаграммы фазового равновесия жидкость — пар при постоянном давлении (изобары). Абсциссой и ординатой, в таких диаграммах служат стороны квадрата. На рис. 1 представлена такая изобарная кривая фазового равновесия жидкость — пар , соответствующая первому закону, согласно которому содержание легколетучего компонента в парах при равновесии всегда больше, чем в жидкости при всех возможных ее составах, т. е. в пределах содержания легколетучего от О до 100%. Следовательно, [c.7]

Рис. 27. Изобара фазового равновесия двух несмешивающихся жидкостей

Рис. 28. Изобара фазового равновесия двух частично смешивающихся жидкостей

Рис 2. 17. Изобара фазового равновесия (жидкость — пар) системы Аг — 0 , р = 1,2 атм [c.81]

Криптон — кислород. В табл. 2. 60 приведены опытные данные В. Г. Фастовского и Ю. В. Петровского [150, 151 ]. На рис. 2. 20 даны изобары фазового равновесия жидкости и пара этой системы. [c.83]

Рис. 2. 20, Изобары фазового равновесия жидкости и пара системы Кг — О2

Задание. Докажите уравнение (9.1), предполагая образование идеального раствора. Используйте константу фазового равновесия Кф н уравнение изобары (8.6). Считайте, что АН=АН , и не зависит от Т. [c.154]

На основании этих данных построим кривые состава жидкой и паровой фаз или кривые фазовою равновесия, кривые изобар. Для этого на оси абсцисс отложим мольные концентрации, а на оси ординат — температуры кипения смеси. Концентрации низкокипящего компонента — бензола — в жидкой и паровых фазах откладываем на горизонталях, проведенных из температурных точек, взятых по табл. 57. Соединив одноименные точки, получаем две кривые, одна из которых обращена выпуклостью вниз (жидкая фаза), другая (паровая фаза) — выпуклостью вверх. Обе кривые сходятся в точках, отвечающих температурам кипения химически чистых компонентов бинарной смеси. Анализируя диаграмму (фит. 129), можно выделить на ней три участка нижний / — поле жидкости верхний III — поле пара [c.227]

Из рассмотрения равенств (V. 170) и (V. 171) видно, что экстремум давления пара на изотерме фазового равновесия обязательно сопровождается экстремумом температуры кипения на изобаре, так как оба экстремума обусловливаются равенством составов фаз. Однако производные Г и р по составу вблизи экстремума имеют разные знаки. Максимум давления соответствует минимуму температуры кипения и, наоборот, минимум давления отвечает максимуму температуры. Растворы, обладающие экстремумами давления и температуры, называются азеотропными (нераздельнокипящими). [c.266]

На энтальпийной диаграмме можно представить также изобару (равновесие жидкость — пар) для определенного давления. Координаты изобары обычно переносятся из диаграммы фазового равновесия (рис. У-68). Отрезки изотерм между изобарами пара и жидкости — прямые линии, так как в системе жидкость — пар изменения энтальпии пропорциональны отношению этих фаз. Деля прямые отрезки изотерм в определенной пропорции, можно получить линии постоянной влажности пара. На осях энтальпийной диаграммы расстояния между изобарами равны теплотам испарения компонентов. [c.423]

Действительно, если для полного определения бивариантной двухфазной системы бинарной смеси при заданном общем давлении достаточно знать лишь концентрацию одного из компонентов в одной из фаз, то для полного определения /г-вариант-ной двухфазной системы, состоящей из п компонентов, необходимо знать уже концентрации п—1 компонентов в одной из фаз при заданном общем давлении. В общем случае это означает, что кривая фазового равновесия (изобара) для каждого компонента, находящегося в многокомпонентной смеси, является фупкциейпе только физико-химических свойств (качества) других компонентов, но и их абсолютных концентраций (количества). Этим собственно и отличается многокомпонентная смесь от бинарной смеси, где кривая фазового равновесия (изобара) для каждого из двух компонентов зависит только от физико-химических свойств (качества) другого. Следовательно, каждый компонент такой сложной смеси имеет не одну кривую фазового равновесия, а бесчисленное множество их, в зависимости от содержания других компонентов, что приводит к необходимости располагать многочисленными данными по равновесным соотношениям. Установление этих данных экспериментальным путем требует большого труда даже в случае трехкомпонентных смесей и практически становится невыполнимым если речь идет о смесях с большим числом компонентов. Более того, как уже говорилось выше, такой путь изучения равновесных соотношений здесь даже исключается, потому что данные, экспериментально установленные при каком-либо одном режиме для заданного разделения смеси, не могут быть использованы существующими методами для проведения расчетов при изменении хотя бы одного из условий этого режима для того же самого разделения смеси, например, при изменении флегмового числа. Проведение расчетов существующими методами становится возможным только в случае идеальной смеси, в которой летучесть каждого компонента пропорциональна абсолютной мольной доле этого компонента при любой температуре и любом давлении [481. Такие идеальные многокомпонентные смеси состоят обычно из химически родственных компонентов (например, смеси углеводородов в нефтяной или коксо-беизольной промышленности и т. д.) и равновесные соотношения для каждого компонента этой смеси в системе пар-— жидкость описываются достаточно точно уравнением [c.78]

Рис. 138. Диаграмма фазового равновесия смесей нулевого класса (М — 0) (сплошные — дистилляционные линии пунктирные — изотермо-изобары).

Константы фазового равновесия определяют по трем графикам. На первом графике (рис. П.З) представлены изобары, соответствующие различным давлениям сходимости. По графику находят параметр Ко в зависимости от давления системы и давления сходимости, определяемого, так же как и в методе NGPA. На втором графике (рис. П.4) имеются две шкалы — рабочих температур и параметра S, расположенные параллельно оси ординат, и показан ряд изобар рабочих давлений. С помощью графика (рис. П.4) [c.62]

Рис. 139. Типы диаграмм фазового равновесия смесей первого класса [М = 1) (сплошные — дистилляционные линии пунктирные — изотермо-изобары).

На рис. 6 изображены изобары констант фазового равновесия [c.134]

Возможность сублимации примеси азота в первую очередь определяется диаграммой фазового равновесия кристалл — пар для азото-водородной смеси при различных давлениях (рис. И). Как видно из диаграммы, при низких температурах изобары пересекаются друг с другом, что свидетельствует о большом отклонении от идеальности. При температуре ниже точки пересечения изобар может сублимироваться лишь небольшая часть твердого азота, так как в этом случае равновесное содержание азота в сжатом водороде превышает равновесное содержание азота в расширенном водороде. При температуре выше точки пересечения изобар имеющаяся между потоками разность температур не должна превосходить предельного значения, определяемого из диаграммы разностью абсцисс двух изобар при одинаковой концентрации. Эта лимитирующая разность температур повышается по мере увеличения давления прямого потока, но при этом возрастает и температура точки пересечения изобар. [c.115]

Фазовое равновесие жидкость-пар изучалось на модифицированном приборе для гетерогенных систем [7] по методу секущих. Полученные экспериментальные данные представлены в табл. 3. На основании этих данных и данных по бинарным составляющим построены проекции изотермо-изобар линий постоянного содержания компонентов в паре и единичных /(-линий (рис. 1, 2). Положение разделяющей линии дистилляции определялось путем построения сопряженных нод [8]. [c.44]

Свойства системы карбамид — вода. На рис. 106 приведена диаграмма фазовых равновесий в системе карбамид—вода [17], на которой указаны области кристаллизации карбамида и льда. Выше кривой фазового перехода жидкость — твердое лежит область гомогенных растворов для них приведены кривые давлений сосуществующего пара (изобары). [c.142]

Целью настоящей работы было построение изотермо-изобар кипения тройной смеси, изучение фазовых равновесий в бинарных системах и оценка относительных летучестей компонентов в тройной смесп. [c.92]

Рассмотрим возможные типы диаграмм фазового равновесия жидкость — пар для трехкомпонентных смесей. Диаграмма фазового равновесия трехкомпонентной смеси обычно характеризуется или полем изотермо-изобар, т. е. линиями, соединяющими составы жидкой или паровой фазы, которые соответственно имеют при данном давлении одинаковую температуру кипения или конденсации, или дистилляционными линиями. Между первым и вторым типами линий имеется полное соответствие, заключающееся в том, что через каждую точку состава фазы проходит одна изотермо-изобара и одна дистилляционная линия. [c.189]

Изложенный в настоящей главе материал выявил ряд существенных положений, характерных для фазовых равновесий в водно-солевых системах при повышенных температурах и давлениях. Особенности растворимости солей во флюидной фазе, такие, как значительное повышение растворимости при увеличении давления, закономерное изменение хода изотерм и изобар растворимости, изменение знака температурного коэффициента растворимости с повышением давления, обусловлены близостью второй критической точки Q, и это показывает, какое большое значение имеет определение параметров, соответствующих точке Q для выяснения вопроса о поведении солей в надкритических областях. [c.124]

В последнее время процесс Линде—Бронна применяется для получения 97%-ного водорода. Азотоводородная смесь в этом случае подвергается повторной конденсации с выделением азота. При 63°К изобара фазового равновесия, аналогичная кривой, изображенной на рис. 137 (стр. 367), соопветствует содержанию 98% Нг в парах под давлением 16 ата. Казалось бы, эта температура, соответствующая тройной точке азота, не может быть достигнута охлаждением азотом, так как для этого требуется дополнительное понижение температуры еще на несколько градусов, чтобьи произошел переход из жидкой в твердую фазу. Однако незначительная примесь кислорода в азоте вызывает понижение темиературы замерзания N2, поэтому для достижения температуры тройной точки достаточно применение двухступенчатого вакуум-насоса, создающего остаточное давление 90 мм рт. ст. [c.379]

Задача № 17. Графоаналитический расчет ректификационной колонны для разделения бинарной смеси (использование изобар-энталь-пий). Подготовка к выполнению ИРС. Умение студента применять три основных закона (сохранения массы, фазовое равновесие) для тех-нологкттуского расчета каскадных процессов с неидеальной селективностью. Усвоение метода доказательства закономерностей статики процессов - 6 часов. [c.277]

Второе начало термодинамики лежит в основе важнейшего раздела Х.т.- учения о хим. и фазовом равновесиях. Онс определяет направление, в к-ром в данных условиях может самопроизвольно совершаться процесс в рассматриваемой системе. Принцип равновесия Fii66 a дает количеств, критерий для установления направленности процесса в заданных условиях и дая определения положения равновесия в системе В зависимости от условий изоляции системы принцип равновесия формулируется через разл. термодинамич. ф-ции (см Термодинамическое равновесие). В изолированных система. процессы характеризуются изменениями энтропии Д5 самопроизвольное течение процесса возможно только в направлении увеличения энтропии. Для процессов, происходящих при постоянных т-ре Т и давлении р, рассматривают изобар-но-изотермич. потенциал (энергию Fii66 a, или ф-цию Гив са) G = H- TS, где Я - энтальпия системы для процессов, происходящих при постоянной т-ре, AG = AH-TAS. Самопроизвольное течение процесса возможно только в направлении, к-рому отвечает уменьшение G, а пределом процесса [c.236]

Представленные на рис. 11.17 диаграммы фазового равновесия являются изотермами-изобарами, т.е. относятся к конкретным температуре и давлению. При повышении температуры летучесть абсорбента увеличивается, и кривая ОС смещается вправо. Растворимость газа-носителя в абсорбенте при возрастании температуры понижается, и, следовательно, кривая РЕ также смещается вправо. Соответственно, при понижении температуры кривые ОС и РЕ смещаются влево, и при некоторой температуре /щ, кривая ОС совпадает со стороной ГН—ПК тре-угольнша лет честь абсорбента в этом сл чае прекебреж11Мо мала, т.е. его можно считать практически нелетучим. С ростом полного давления р в системе летучесть абсорбента >тиеньщается. Поэтому при увеличении р линия ОС приближается к стороне ГН— ПК треугольника при этом линия РЕ также смещается влево, так как растворимость ГН в абсорбенте (точга Р) и ПК в абсорбенте (точка Е) увеличиваются при повышении давления. [c.928]

Фазовая диаграмма описывает влияние температуры, давления и состава на вид и число фаз, которые могут сосуществовать. Число фаз определяется согласно правилу фаз Гиббса рядом переменных (разд. 5.2). Вид фаз, которые могут сосуществовать в каких-то конкретных условиях, зависит от химической природы компонентов. Графическое представление фазового равновесия более удобно, чем составление числовых таблиц, поскольку позволяет охватить взаимные связи между всеми переменными, провести интерполяцию или экстраполяцию. Использование нескольких видов диаграмм полезно потому, что позволяет подчеркнуть зависимость от нескольких переменных. Проще всего строить двухкоординатные диаграммы, но они, конечно, ограничены изменением только двух переменных. Для того чтобы показать влияние других переменных, необходимо построить серию таких диаграмм при постоянных значениях одной или более переменных, например в виде изобар, изотерм или изоплет (исходная смесь постоянного состава). Во многих случаях целесообразно пользоваться пространственными трехмерными фазовыми диаграммами. Известным исследователем Рузебу-мом [138] — пионером систематизации данных по фазовым равновесиям — построено несколько пространственных моделей диаграмм. Прекрасные стереоскопические диаграммы (восемьдесят образцов) сделаны Хамасом и Палом [132]. [c.250]

При анализе фазового равновесия в сложных системах они могут быть разделены на ряд подсистем, в каждой из которых явное взаимодействие будет отсутствовать. Основываясь на этих соображениях, М. П. Сусарев применил [175] для рассмотрения хода изотерм растворимости уравнение изотермы-изобары ( -62). Обозначая через концентрации компонентов в жидкой фазе, а через x — в твердой и пренебрегая влиянием давления на растворимость в системах, состоящих из конденсированпых фаз, получаем следующее уравнение изотермы растворимости [c.383]

Интересен также наблюдавшийся нами переход гетерозеотропной системы в гомоазеотропную. Можно предполагать, что в этом случае изобара температур кипения характеризуется точкой перегиба, причем касательная к кривой в этой точке является одновременно касательной к кривой взаимной растворимости и параллельной к оси составов (рис. 10). Точки перегиба появляются и на изобарах температур кипения, лежащих несколько выше бинодальной кривой взаимной растворимости. Эти явления с формальной точки зрения подобны явлениям, наблюдаемым при изучении кривых фазового равновесия вблизи критической температуры взаимной растворимости. [c.85]

Результаты исследования фазового равновесия жидкость — пар при 760 мм представлены в табл. 2 для системы (I) н в табл. 3 — для системы (II). Исследование проводил(зсь по секущим. Полученные данные представлены в виде изотермо-изобар (рис. 1 и 2), изоконцентрат и. /Сглиний (рис. 3 и 4). [c.77]

Пример 5. На диаграмме 20 (см. приложение II) приведены изобары равновесия жидкой и паровой фаз системы азот — кислород, а на диаграмме 21-—фазовое равновесие этой системы, связывающее все ее параметры Сцар. — Сжидк,—Р—7". Из диаграммы 20 видно, что с увеличением давления при одном и том же составе жидкой фазы процент кислорода (легколетучего компонента) увеличивается. Так, если при атмосферном давлении подвергать испарению жидкость, содержащую 50% Оа и 50% N2, то паровая фаза будет состоять из 19,9% кислорода и 81,1% азота (точка а). Если же эта жидкость испаряется под давлением 30 ата, то состав паровой фазы будет иной 40% и 60% N2 (точка Ь) и т. д. [c.326]

Термодинамика смешанных растворов сильных электролитов развита еще недостаточно, несмотря на то, что она играет ведущую роль в количественных расчетах зависимости одних свойств раствора ох других и от его состава. Термодинамика жидких солей и фазовых равновесий разработана весьма обстоятельно в работах А. В. Сто-ронкина [1, 2]. В частности, им рассмотрено изменение фазовых эффектов первого и второго компонентов раствора по изотерме-изобаре третьего компонента, описываемое уравнением [c.202]

Диаграмма фазовых равновесий для системы NHg—Н О при низких и средних давлениях показана на рис. 34 [120, 121]. На диаграмме нанесены кривая равновесия жидкость — твердое и изобары составов насыщенных жидкости и пара. На рис. 35 приведена диаграмма давление — состав при средних и высоких давле-1П1ях [122]. На этой диаграмме даны изотермы составов насыщенных жидкости и пара, сходящиеся в критических точках (указаны вверху). С помощью приведенных диаграмм можно определить состав пара при заданном составе жидкости или наоборот. При этом следует помнить, что содержание аммиака в паровой фазе всегда больше, чем в равновесной с ней жидкой фазе при одинаковых температуре и давлении. [c.49]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология