Фазовое состояние однокомпонентных систем

В противоположность однокомпонентным системам для бинарных систем наблюдаются критические точки так же в твердом состоянии, а именно критическая точка расслоения, как и в жидком состоянии. Правда, они наблюдаются довольно редко, так как в большинстве случаев сосуществующие фазы имеют различные кристаллические структуры и поэтому из геометрических соображений не могут быть идентичными. Все же имеются бинарные сплавы, которые в твердом состоянии имеют одну критическую точку расслоения, например А1-2п, Аи-М1, Au-Pt. В качестве примера на рис. 30 приведена фазовая диаграмма системы А1-2п. [c.223]

О чем же идет речь, если рассмотреть фазовые превращения с позиций термодинамики Пусть имеется однокомпонентная система, состоящая из двух твердых фаз. Точка перехода отвечает равновесию между двумя фазами. На диаграмме состояния это соответствует температуре, при которой обе модификации имеют одинаковое давление пара (излом на кривой давления пара). Ниже температуры перехода устойчива модификация с меньшими величинами энтальпии и энтропии выше температуры перехода устойчива модификация с большими величинами энтальпии и энтропии. [c.366]

Диаграмма состояния воды. Диаграмма состояния (или фазовая диаграмма) представляет собой графическое изображение зависимости между величинами, характеризующими состояние системы, и фазовыми превращениями в системе (переход из твердого состояния в жидкое, из жидкого в газообразное и т. д.). Диаграммы состояния широко применяются в химии. Для однокомпонентных систем обычно используются диаграммы состояния, показывающие зависимость фазовых превращений от температуры и давления они называются диаграммами состояния в координатах р—Т. [c.213]

В сделанном на примере воды обзоре фазовых равновесий в однокомпонентных системах пока не рассматривались возможности возникновения различных кристаллических модификаций твердого тела. Это явление очень распространенное. Достаточно напомнить о графите и алмазе для углерода, о ромбической и моноклинической сере и др. В этом случае каждая модификация имеет на диаграмме состояния свою область существования, от- [c.114]

Однокомпонентные системы. Особенность однокомпонентных систем состоит в том, что они могут быть однофазными (С=2), двухфазными (С=1) и трехфазными (С=0). Диаграмму, отражающую зависимость состояния системы и фазовых равновесий в ней от внешних условий или состава, называют диаграммой [c.165]

При 0,0075 ЧИ вода образует однокомпонентную 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 [c.286]

В проекции пространственной модели фазового состояния воды на плоскость р/, наиболее удобной для пользования, отражены три обширные области, в которых три фазы существуют каждая в отдельности. В таких однокомпонентных однофазных системах число степеней свободы равно двум (бивариантные системы) и для их описания должны быть известны температура и давление. Границами, разделяющими области на этой диаграмме, являются линии (следы проекций, соответствующих плоскостям объемной модели), и поэтому точкам, лежащим на них, соответствует равновесие двух фаз вода—пар (АВ), вода— лед (АО), лед — пар АС). Как уже отмечалось, для характеристики таких систем достаточно указать лишь температуру или давление, так как они имеют только одну степень свободы. [c.8]

Графически однокомпонентные системы изображаются диаграммами состояния температура — давление. Обычно при их построении на оси ОХ откладывается температура, а на оси ОУ — давление. Построенная в этих координатах диаграмма состояния одновременно является и фазовой диаграммой, так как один из параметров (температуру или давление), можно рассматривать, как свойство, которое характеризует начало и конец фазовых превращений. [c.197]

Влияние давления и температуры на фазовое состояние однокомпонентной системы описывается ураз-нением Клаузиуса — Клапейрона [c.140]

Рассмотрим графическую зависимость фазового состояния однокомпонентной системы, например воды, от внешних условий (р и Т). Такие графики получили название фазовых диаграмм или диаграмм состояния-, их строят на основании экспериментальных данных. [c.54]

Иа рис. 6.4 отражен только один вид фазового перехода (жидкость — пар) если на этот график нанести аналогичные кривые других переходов, возможных для данного вещества в той же области параметров (твердое — пар, твердое — жидкость, полиморфные превращения), получится так называемая диаграмма состояний, или фазовая диаграмма, однокомпонентной системы. [c.164]

Точки О, В и С, соответствующие местам пересечения двух лини11 фазовых равновесий и лежащие поэтому на границе сразу трех гомогенных областей, называются тройными точками. Наприм( р, в точке О возможно сосуществование жидкой воды, пара и льда I. Координаты этой точки указаны на графике. Из рис. 6.2 видно, что на диаграмме состояний однокомпонентной системы нет областей (точек), в которых чис ло сосуществующих фаз может быть равно четырем или более. [c.166]

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]

В качестве примера диаграммы состояния однокомпонентной системы рассмотрим диаграмму воды (рис. 7). Линии ОА, ОВ и ОС разделяют диаграмму на три области, соответствующие газообразному, жидкому и твердому состояниям. В любой из трех областей можно произвольно менять в известных преде-ах (не выходя за пределы области) оба параметра — температуру и давление, не изменяя фазового состояния системы. [c.111]

Ниже показано, как, зная минимум две температуры фазового перехода при двух давлениях, можно построить часть кривой диаграммы состояния однокомпонентной системы. [c.26]

Уравнение (П.2) — это уравнение Клаузиуса — Клапейрона. Оно справедливо для различных фазовых процессов при изменении состояния однокомпонентной системы по линиям двухфазного равновесия. Это дифференциальное уравнение кривых на диаграммах типа (П.1). В случае равновесия жидкости и пара АН р является изменением энтальпии при испарении (молярной теплотой испарения, молярной скрытой теплотой парообразования), а Av—изменением объема, разностью молярных объемов насыщенного пара и жидкости. [c.24]

Уравнение состояния однокомпонентной системы (П-5) устанавливает связь между температурой и давлением сосуществующих фаз в зависимости от изменения объема и энтальпии при фазовом переходе. Если Н V изменяются в одном направлении, то dPIdT >0 и давление с повышением температуры растет. [c.65]

Фазовые равновесия. Основные понятия и общие закономерности фазовых переходов. Фазовые равновесия в однокомпонентных системах. Диа1раммы состояния веществ. Бинарные растворы и основные их свойства. Фазовые равновесия в двухкомпонентных системах. Теоретические основы различных процессов разделения бинарных смесей. Некоторые сведения из фазовых равновесю в трехкомпонентных системах. Теоретические основы экстракции. Физико-химический анашз. [c.8]

В данной главе рассматриваются фазовые переходы только в однородных по составу, т. е. содержащих лишь одно какое-либо индивидуальное вещество, однокомпонентных системах. Такие фазовые переходы всегда связаны с появлением или исчезновением веществ в конденсированном (твердом или жидком) состоянии. Из-за малой сжимаемости последних осуществить изотермический фазовый переход при постоянном объеме можно только с применением чрезвычайно высоких давлений. Поэтому наибольший интерес практически представляют переходы, происходящие при р = onst и Г = onst. [c.160]

При Ф — 2 однокомпонентная система должна быть одновариантной, т. е. фазовое равновесие в ней может сохраняться при изменении одного из параметров, например температуры. Но при этом второй параметр — давление —должен изменяться не произвольно, а в определенной зависимости от температуры. Как мы уже видели во фрагменте 6—4, эта зависимость для различных комбинаций фаз (различного фазового состава системы) выражается соответствующими кривыми на диаграммах состояний однокомпонентных систем. [c.219]

Если теперь выделить результат описанного построения на плоскость р—Т и представить его отдельно (рис. 42), то полученная ири этом диаграмма, которую, собственно, и называют диаграммой состояния, будет характеризовать фазовые взаимоотношения в однокомпонентной системе при различных значениях па-256 [c.256]

Третьим важным понятием в учении о фазовом равновесии является степень свободы. Этим термином обозначается возможность произвольного изменения какой-либо переменной величины (свойства), определяющей состояние системы, без изменения числа фаз. Так, в случае однокомпонентной и однофазной системы, например газа, можно произвольно изменять два свойства р п Т или р и и, или vn Т без изменения фазового состояния. Произвольно выбирая, скажем, давление и температуру газа, мы тем самым будем задавать и его мольный объем v. Здесь две степени свободы. Если температуру газа понизить настолько, что при данном давлении начнется конденсация пара, то образовавшаяся двухфазная система будет обладать уже только одной степенью свободы. Например, указание температуры будет определять и давление насыщенного пара, и его мольный объем. В так называемой тройной точке (см. рис. V.6) находятся в равновесии три фазы — твердая, жидкая и газообразная. Такая система может существовать только при строго определенных значениях температуры и давления, а они в свою очередь однозначно определяют мольные объемы v вещества во всех трех агрегатных состояниях, т. е. система не имеет вообще степеней свободы (инвариантна). [c.289]

Фазовые равновесия в однокомпонентных системах. Диаграмма состояния чистого вещества. Для однокомпонентной системы (/С = 1) формула (Х.1) принимает вид [c.162]

На рис. 56 приведена диаграмма состояния воды в области невысоких давлений. Она характеризует однокомпонентную систему (Н2О). В областях вое, АОС и АОВ вода — однофазная с двумя степенями свободы, т. е. двухвариантная система. Фазовое состояние в них фиксируется двумя параметрами — температурой и давлением. Кривые СО, ВО и АО отвечают двухфазным системам с одной степенью свободы — одновариантные системы. Состояние равновесия фиксируется одним параметром температурой или давлением. Второй находится по уравнению Клаузиуса — Клапейрона (111.36). Точка О отвечает трехфазной системе с нулевой степенью свободы (н-онвариантная система). Состояние фазового равновесия здесь строго фиксировано давлением насыщенного пара р= 609,01 Па и температурой 7 =273,16 К при внешнем давлении 1,01 10 Па. [c.165]

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]

В соответствии с правилом фаз в условиях моновариантного равновесия в однокомпонентной системе могут сосуществовать лишь две фазы. При постоянных температуре и давлении переход вещества из одной фазы в другую обратим. В состоянии фазового равновесия следует полагать [c.24]

См, лит. при ст. Физико-химический анализ. Диаграмма состояния. В. Л. Михайлов. ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ (фазовая диаграмма), графическое изображение всех возможных фазовых состояний тер>годипамич. систе>гы в пространстве основных параметров состояния — т-ры, давления, объема, состава (для мно-гокомпон битных систем). Каждому реально существующему состоянию системы на Д. с. отвечает определенная точка, наз. фигуративной. Д. с. однокомпонентных систем обычно строится па плоскости в координатах давление — т-ра (см. рисунок), фазовые поля, т. е. области существования каждой из фаз, отграничены /( линиями сосуществования двух фаз такими линиями в п])0стейп1ем случае являются кривые воэ- [c.154]

Однокомпонентной системой является любое простое в-во или хим. соед., обладающее строго определенным составом в газообразном, жидком и твердом состояниях. Д. с. обычно строят на плоскости в координатах Т-р (рис. 1). Фазовые поля (области существования) пара V, жидкости L и твердой фазы 8 дивариантны, т.е. допускают одновременное изменение двух параметров состояния -Тир. Двухфазное равновесие между жидкостью и паром изображается кривой кипения (или испарения) 1, между жидкостью и [c.33]

Мы уже познакомились с фазовой диаграммой для однокомпонентной системы (см. рис. 11.11). В однокомпонентной системе содержится только одно химическое вещество, хотя оно может быть представлено сразу несколькими состояниями. Каждая отличимая по внешнему виду часть системы называется фазой , и на рис. 11.11 указано сушествование трех различных фаз — твердой, жидкой и газообразной. В многокомпонентных системах могут одновременно существовать две жидкие фазы, как, например, в смеси масла с водой. [c.198]

Состояние равновесия однокомпонентной системы можно представить графически в виде диаграммы фазового состояния. При этом на диаграмме состояния каждому состоянию системы соответствует точка с определенными значениями температуры и давления. [c.9]

Смещение равновесия при фазовых равновесиях. Связь между параметрами, характеризующими равновесное состояние однокомпонентной двухфазной равновесной системы, выражается уравнением Клаузиуса—Клапейрона (111,6). Рассмотрим влияние температуры и внешнего давления на смещение равновесия систем Ж Г и Т Г (где Т, Ж, Г — соответственно твердая, жидкая и газообразная фазы). Если газообразная фаза подчиняется законам идеальных газов, то влияние температуры на давление насыщенного пара при постоянном внешнем давлении определяется уравнением (111,8), которое приводит к следующим выводам. [c.109]

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]

Зависимость состояния системы от изменения внешних условий можно выразить диаграммой, откладывая на осях независимые переменные. Такие диаграммы называются диаграммами состояния или фазовыми диаграммами. Для однокомпонентной системы при независимых переменных — температуре и давлении — число термодинамических степеней свободы определяется согласно правилу фаз [c.14]

Мы уже указывали ио иводно части, что полиморфизм трпглиперидов представляет собой частный случай проблемы неравновесных состояний в системе из органических компонентов. В данном случае речь идет об однокомпонентной системе, в которой метастабильные фазы триглицеридов появляются пз высоковязкого, переохлажденного расплава. Естественно, что задачу исследования необратимых превращений фаз, почти всегда существующих не в чистом виде, а в виде совокупности двух И.ЛИ даже трех полиморфных форм, крайне трудно решить статическими методами, не наблюдая динамики, кинетики явлений, не используя всех методов фазового анализа, развитых школой Н. С. Курнакова. [c.95]

Необходимо иметь в виду, что объем системы в момент достижения точки г не равен объему системы после завершения кристаллизации, ибо мольные объемы жидкой и твердой эвтектики не одинаковы. Здесь мы встречаемся с совершенно таким же скачком объема, который имеет место при переходе воды или серы из одного фазового состояния в другое ( 43, 44). В диаграммах состояния однокомпонентных систем мы имели возможность откладывать по одной из осей координат мольные объемы, и поэтому скачки объемов могут быть непосредственно отражены, например, интервалы Ь Ь" на рис. 25. Вводя неизбежное упрощение в диаграмму состояния двухкомпонентной системы, мы пожертвовали осью мольных объемов, а потому и в объемной диаграмме рис. 35 мольные объемы никак не отражаются. И, следовательно, системы одинакового общего состава, и находящиеся при одинаковых температуре и давлении, описываются одной и той же точкой, несмотря на разницу их объемов. Такое положение мы имеем, например, в точках d, i. I, t на рис. 37, поскольку в эту диаграмму не входит ось объемов. Чтобы отразить объемные изменения при превращениях двухкомпонентных систем, необходимо ввести какое-либо иное упрощение, сохранив ось объемов и пожертвовав другой осью. Подобные диаграммы оказываются необходимыми лишь в редких случаях. [c.173]

Для двухфазной системы (г = 2, /=1) /=2, Р = 3 при п= и / = Р = 3 при п 2. В случае однокомпонентной системы / >/, что свидетельствует, как и в рассмотренном выше примере, о возможности фазового процесса в нонвариантной системе. Если фиксированы температура и кривизна поверхности (например, вследствие краевых условий), то объемно-поверхностный процесс может протекать, например, при раздроблении жидкости в запаянном капилляре (рис. 5) (напомним, что вариантность систем никак не связана с устойчивостью или неустойчивостью тех или иных равновесных состояний). [c.42]

Состояние равновесия однокомпонентной системы может быть представлено графически в виде диаграммы фазового состояния. При этом каждому состоянию системы на диаграмме соответствует точка, отвечающая определенным значениям температуры и давления. [c.18]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология