Уравнение состояния конденсированных фаз

Любое вещество может находиться в трех агрегатных состояниях газообразном, жидком и твердом. Наименьшее влияние сил межмолекулярного взаимодействия наблюдается в газообразном состоянии, так как плотность газов мала и молекулы их находятся на больших расстояниях друг от друга. Газы, находящиеся при температурах, значительно превышающих их критическую температуру, и при давлениях ниже критического, мы может считать идеальными . К идеальным газам применимы статистика Максвелла — Больцмана и уравнение состояния идеального газа Клапейрона — Менделеева (с. 16). Однако при точных расчетах нужно вносить поправки на межмолекулярное взаимодействие (Рандалл, Льюис). Величины критической температуры (абсолютная температура кипения — Д. И. Менделеев) и критического давления зависят от строения молекул газа. При понижении температуры ниже Гкрит и при повышении давления газ начинает конденсироваться и под-действием межмолекулярных сил между отдельными молекулами вещество переходит в жидкое состояние. [c.93]

Темплатные синтезы всегда представляют собой превращения, в которых по сути атом металла (непосредственно в виде определенного, в том числе и нулевого заряда, иона или в виде комплекса, содержащего выгодные для реакции свободные или занятые лигандами позиции), обладающий необходимой стереохимией и электронным состоянием (строением), играет роль агента, направляющего реакцию по заданному или преимущественно по заданному руслу [79, с 147]. Ориентируя и активируя за счет комплексообразования молекулы конденсируемых веществ, ион металла выполняет роль своеобразной матрицы, определяющей строение образующегося соединения. Можно выделить две разновидности темплатного эффекта. В том случае, когда ион металла ускоряет протекание тех или иных стадий реакции, способствуя образованию конечного продукта, принято говорить о кинетическом темплатном эффекте. Если роль иона металла заключается в смещении равновесия за счет связывания образующегося продукта, это классифицируется как термодинамический темплатный эффект Конечный результат в обоих случаях одинаков- добавка темплатного агента позволяет получить соединение, которое без такой добавки не образуется или образуется с более низким выходом Следовательно, роль иона металла состоит не только и не столько в прямом подавлении побочных процессов, сколько в направлении реакции по выгодному для него пути В случае термодинамического темплатного эффекта синтезируемое соединение представляет собой весьма прочный комплекс При кинетическом темплатном эффекте может наблюдаться выделение свободного органического макроциклического соединения. Иными словами, ион металла, выполнив функции активирования и ориентации конденсирующихся групп А и В (уравнение (2.1)), может выйти из макроциклического окружения и снова координировать исходные вещества (кинетический темплатный эффект) или остаться внутри полости макроцикла (термодинамический темплатный эффект) [c.28]

Часто в процессе теплообмена нагреваемые или охлаждаемые материалы изменяют агрегатное состояние испаряются, конденсируются, плавятся или кристаллизуются. Особенности таких процессов теплообмена заключаются в том, что тепло подводится к материалам или отводится от них при постоянной температуре и распространяется не в одной, а в двух фазах. Эти особенности теплоотдачи при изменении агрегатного состояния могут быть учтены путем введения в критериальные уравнения конвективного переноса тепла дополнительного критерия, учитывающего теплоту изменения агрегатного состояния. [c.141]

Таким образом, при описании фазовых переходов в газовых смесях необходим учет энергии взаимодействия между молекулами пара и конденсата при выполнении условия насыщенности конденсирующейся смеси и проявления в ней ван-дер-вааль-совых сил и водородных связей. Уравнения состояния, построенные с учетом ассоциации, описывают процессы в газах с большой точностью. Это объясняется тем, что присутствие молекулярных комплексов является одной из причин отклонения в поведении реальных газов по сравнению с идеальным газом. При сложных столкновениях может случиться, что молекулы после соударения не смогут преодолеть силы притяжения и будут двигаться совместно. Образующиеся комплексы могут быть достаточно устойчивыми и продолжают дальнейшее движение уже за счет собственной кинетической энергии. [c.101]

Результаты исследований процесса конденсации водяного пара-в твердое состояние (см. главу 1П, разделы 3 и 4) дают возможность-по-новому подойти к расчету сублимационного конденсатора. Теория и опыт показывают, что скорость процесса конденсации пара в твердое-состояние полностью определяется возможностью откачки пара охлаждаемой поверхностью. Правильно выбранная величина поверхности обеспечивает конденсацию заданного количества пара при условии поддержания постоянной температуры поверхности. Общие уравнения, полученные на основе изложенных представлений с использованием законов кинетической теории газов, дают возможность непосредственно подсчитать необходимую величину поверхности конденсации. Благодаря этому из расчета выпадает коэффициент теплоотдачи а между конденсирующимся паром и стенкой. Решение задачи распадается на два раздела определение величины поверхности из условий кинетики движения парогазовой смеси и тепловой расчет для обеспечения постоянной температуры поверхности конденсации. [c.169]

Это обстоятельство является характерной особенностью условия несимметричности, записываемого уравнениями (П-9) и (П-10). Оно создает большие неудобства и требует особого внимания при несимметричной нормализации многокомпонентных растворов. Поскольку Н зависит от природы растворителя, возникает вопрос как поступать при наличии смеси нескольких растворителей Имеется несколько возможных процедур расчета, но наиболее удобно определить фугитивность неконденсирующегося компонента в стандартном состоянии в виде константы Генри для этого компонента, находящегося в чистом растворителе г, который является составной частью смеси растворителей. Таким образом, в многокомпонентном растворе для каждого конденсирующегося компонента Yi 1. когда и = фугитивности чистой [c.16]

По условию задачи в контактный аппарат подали 600 смеси моноксида углерода и водяного пара в соотношении 1 5, т. е. в 600 смеси содержалось 100 л моноксида углерода и 500 водяного пара. При охлаждении парогазовой смеси водяной пар конденсируется, и из 600 смеси в газообразном состоянии остается только 160 л газов. После окончания реакции между моноксидом углерода и водяным паром объем несконденсированных при нормальных условиях газов увеличился за счет образования водорода, так как моноксид углерода переходит в диоксид. По условию задачи после прохождения газа через контактный аппарат и конденсации водяного пара объем смеси газов составлял 160 м , т. е. увеличился на 60 м (160 — 100 = 60) за счет образования водорода. Из уравнения реакции моноксида углерода с водяным паром видно, что 60 водорода образовались при окислении водой 60 моноксида углерода. Выходит, что из 100 Л взятого для реакции моноксида углерода прореагировали 60 и степень превращения моноксида углерода составляет 60%. [c.84]

Трехокись азота МгОз при 3,5° С конденсируется в жидкость голубого цвета, которая, однако, быстро разлагается. Устойчивое состояние трехокиси азота наблюдали при —27° С в виде жидкости темно-синей окраски. Температура кристаллизации трехокиси азота —103° С. Давление насыщенных паров над жидкой трех-окисью азота в пределах температур от О до -1-25° С можно рассчитать по уравнению [c.292]

Из уравнения (3.61) следует, что чем меньше радиус капилляров, тем заметнее снижается давление паров, в результате чего в капиллярах очень небольшого диаметра пары могут конденсироваться до жидкого состояния при давлениях, значительно меньших нормального давления. [c.96]

Для случая теплообмена между конденсирующимся паром и жидкостью, сохраняющей свое агрегатное состояние, можно написать следующие уравнения для удельной тепловой нагрузки поверхности теплообмена (см. рис. VI. 14). [c.335]

Выведем уравнение Клапейрона — Клаузиуса, для чего рассмотрим следующий цикл (рис. 36). Возьмем один моль жидкости, состояние которой характеризуется определенными значениями р, V, Т (точка А), и испарим ее при постоянной температуре Т. Пока в равновесии существует две фазы, давление остается постоянным. АВ — изобара-изотерма. Испарение происходит за счет поглощенного тепла q, которое равно теплоте испарения Я. В точке В вся жидкость перешла в пар. От В до С осуществим процесс адиабатического расширения пара, в результате которого температура понижается до Т—dT и давление до p—dp. От С до Д осуществим при постоянной температуре Т—dT и давлении р—dp изотермиче-ский-изобарический процесс сжатия. В точке Д весь пар конденсируется в жидкость. Сожмем эту жидкость адиабатически до точки А. Различием вдоль адиабат ВС (пар) и АД (жидкость) ввиду бесконечно малых отрезков пути, можно пренебречь. [c.114]

Если состояние, при котором пересыщение пара в газовой смеси больше величины 5, рассчитанной по уравнению (1.9), то на поверхности капли будет конденсироваться пар, и радиус капли увеличится. Если же пересыщение пара в газовой смеси меньше величины 5, то молекулы пара будут испаряться с поверхности капли, и радиус капли уменьшится. Наконец, если пересыщение пара в газовой смеси равно 5, то возможность роста и испарения капли одинаковая, т. е. при наличии в газе большого количества капель половина из них будет расти за счет конденсации пара, а другая половина будет испаряться. Следовательно, давление насыщенного пара над каплей, а потому и пересыщение пара, выражаемое уравнением (1.9), неустойчиво (метастабильно). [c.17]

Известно, что при высокой температуре содержащиеся в газовой смеси серный ангидрид и пары воды находятся в диссоциированном состоянии. Прн охлаждении такой газовой смеси серный ангидрид и пары воды вначале образуют пары серной кислоты, которые конденсируются при дальнейшем охлаждении газа. Процесс осуществляется по уравнениям [c.171]

Уравнение (35) показывает, что чем меньше радиус капилляров, тем значительнее снижается давление наров. Следовательно, в капиллярах очень небольшого диаметра пары могут конденсироваться до жидкого состояния при давлениях, значительно меньших нормального давления паров. Давление равновесной адсорбции ра в области капиллярной конденсации превышает соответствующее давление десорбции так как, когда десорбция происходит из целиком заполненных капилляров, угол смачивания равен нулю. Таким образом, необходимо провести процесс адсорбции до относительного давления, равного единице, а затем проследить десорбцион-ную ветвь петли гистерезиса данной изотермы (см. разд. 4.4.1), при этом уже нет какого-либо произвола в определении угла смачивания по уравнению (35). Поэтому графически зависимость величины г от г может быть найдена при применении уравнения (35) для данного объема на десорбциоп-ной ветви экспериментальной изотермы. Получающаяся нри этом кривая позволяет определить объем газа, необходимый для заполнения всех нор, вплоть до пор с радиусом г. Построенный исходя из кривой зависимости v от г график изменения величины dvidr в зависимости от г дает кривую распределения нор по размерам. Фактически последняя кривая, которая обычно похожа на гауссовскую кривую ошибок, выражает вклад пор данного радиуса в полный внутренний объем. Почти всегда эта кривая имеет четко выраженный максимум, который обозначает среднее значение радиуса всех доступных капилляров, имеющих размер меньше 300 А. [c.169]

Рассмотрим прохождение 1 моля газа А через дроссельный вентиль при условии, что определенная часть газа Р конденсируется в камере низкого давления. Изменение состояния выражается уравнением [c.299]

Формула (49) представляет собой общее уравнение для определения скорости конденсации пара в твердое состояние в присутствии неконденсирующегося газа в объеме конденсатора. С помощью этого уравнения можно найти необходимую поверхность конденсации пара, разбавленного любым газом, не конденсирующимся при данной температуре и находящимся в любом динамическом состоянии. [c.114]

Во всех приведенных случаях, т. е. тогда, когда в результате реакции получается вода в жидком состоянии, происходит сокращение объема, взятого для сжигания газа по этому сокращению можно вычислить содержание сгоревшего определяемого компонента. Например, при сгорании водорода, как видно из уравнения, в реакции участвуют три объема газа два объема водорода и один объем кислорода. В результате сжигания образуется только вода, которая конденсируется. Таким образом, общий объем газа после сжигания уменьшится на 2 объема водорода и один объем кислорода, или на /г объема (Хн,) водорода [c.54]

Эта классификация несколько упрощается в тех случаях, когда одна из сред в теплообменнике изменяет свое агрегатное состояние. Для подогревателей, в которых греющей средой является конденсирующийся пар, а нагреваемой—некипящая жидкость, уравнение (2-128) может быть записано так [c.132]

Результаты исследования процесса конденсации водяного пара в твердое состояние дали возможность перейти к вопросу расчета сублимационных конденсаторов. И теория, и опыт работы аппаратов показывают, что скорость процесса конденсации пара в твердое состояние полностью определяется возможностью откачки пара охлаждаемой поверхностью. Величина поверхности конденсации, выбранная на основе таких представлений, при условии поддержания ее постоянной температуры обеспечивает конденсацию заданного количества пара. Общие уравнения, полученные с использованием законов кинетической теории газов, дают возможность непосредственно подсчитать необходимую величину эффективной поверхности конденсации Р. Основная цель теплофизического расчета при этом сводится к поддержанию температуры стенки на заданном уровне. Вследствие этого отпадает необходимость введения коэффициента теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке, который до настоящего времени в основном определялся по эмпирическим формулам, пригодным только для тех условий опыта, при которых они были получены. [c.4]

Приведенные уравнения для определения скорости фазовых превращений водяного пара ниже тройной точки неполностью решают задачу аппаратурного оформления, так как при конденсации пара ниже тройной точки толщина слоя конденсата не одинакова в различных точках поверхности десублимации. В условиях высокого вакуума процесс конденсации водяного пара в твердое состояние сопровождается практически полным оседанием молекул пара на охлаждаемой поверхности. В среднем и низком вакууме, когда на единице поверхности конденсируется значительно больше молекул пара, те.мпература поверхности конденсации повышается, что приводит к спонтанному разрушению только что образовавшихся кристаллических решеток сублимационного льда за счет собственной энергии фазового превращения в этом случае ие для всех молекул пара и твердого конденсата силы притяжения преобладают над силами отталкивания. У определенной части молекул кинетическая энергия становится больше потенциальной энергии взаимодействия, и эта часть молекул вновь испаряется с поверхности конденсации. [c.4]

Формула (222) представляет собой общее уравнение для определения скорости конденсации пара в твердое состояние в присутствии неконденсирующегося газа в объеме конденсатора. С помощью этого уравнения можно найти необходимую поверхность конденсации пара, разбавленного любым газом, не конденсирующимся при данной температуре и находящимся в любом динамическом состоянии. Выражения для 0з и /г найдены в результате обработки экспериментальных данных [c.82]

Иногда приходится иметь дело с конденсацией перегретого пара. Если ка рассматриваемом отрезке охлаждающей поверхности температура всюду выше, чем температура конденсации пара (насыщения), то конденсация происходить не будет, а пар несколько охладится, приближаясь при этом к состоянию насыщения (без конденсации). Тогда перегретый пар можно считать газом и рассчитывать коэффициенты теплоотдачи по уравнениям конвективного теплообмена. Если же температура стенки изменяется, т. е. в одном конце она ниже температуры насыщения, а в другом выше (например вследствие нагревания воды, охлаждающей стенку на другой стороне), то пар на горячей части стенки будет только охлаждаться до состояния насыщения, а на остальной части стенки — конденсироваться. В горячей части свойства пара будут такие же, как у газа, и, следовательно, коэффициенты теплоотдачи будут низкими. Зона охлаждения пара до состоянии насыщения может занимать гораздо большую часть охлаждающей поверхности, чем зона конденсации. Поэтому общая производительность аппарата будет низка. [c.470]

Выясним, какие общие закономерности характеризуют процессы тепло- и массообмена, происходящие в контактных камерах. Теплообмен между нагретыми газами и водой, без изменения их агрегатного состояния, происходит только под действием разности температур. Движущей силой массообмена, т. е. когда наблюдается переход конденсирующихся или испаряющихся водяных паров из одной фазы в другую, является разность парциальных давлений между этими фазами. Если парциальное давление водяных паров в нагретых газах равно парциальному давлению водяных паров над пленкой воды, то массообмен между продуктами сгорания и водой будет отсутствовать, а происходящий теплообмен может быть представлен уравнением (7) [c.24]

Вычисление изобарного потенциала следует производить для тех агрегатных состояний веществ, в которых они находятся в процессе реакции. Если одно или несколько веществ по ходу реакции конденсируются и превращаются в несмешивающиеся между собой фазы, при чем в уравнениях для констант равновесия мы их концентрации в газовой фазе не учитываем, как это будет показано ниже, то величины для определения реакции берутся для тех фаз, в виде которых кажцый из компонентов системы участвует в реакции. [c.33]

Семенов [ ] вводит допущение, что металл может конденсироваться лишь после того, как образовалась двухмерная конденсированная пленка. Конденсация происходит под действием сил сцепления, проявляющихся между адсорбированными моле1 улами. Он выразил это в своем уравнении состояния (16). С увеличением Р достигается точка, прп которой начинается конденсация, и адсорбированный газ сжижается. Зависимость упругости двухмерного пара от температуры враражается уравгюнием [c.592]

Решение. Поскольку водород не конденсируется, рассматриваемая система является примером случая 2, т. е. диффузии двух газов в трехкомпонентной смеси, когда один газ неподвижен N = 0). Будем использовать уравнения состояния газа при 93,3 °С и 0,34 МПа и учтем, что в каждой точке Кл+Кв+Кс = 1. Комбинируя уравнение (3.18) и величины N — U , ст = PiRT и Л с = О, получим [c.78]

Все исследования, проводивщиеся по конденсации пара в жидкое состояние, достаточно убедительно показали, что при конденсации пара в жидкость в присутствии неконденсирующегося газа интенсивность процесса резко падает по сравнению с конденсацией чистого пара. При наличии неконденсирующихся газов в паре скорость конденсации пара в жидкое состояние определяется, как утверждают многочисленные исследователи, скоростью диффузии пара к поверхности, где происходит конденсация, через образующийся у этой поверхности слой неконденсирующихся газов. Это происходит потому, что на холодной стенке конденсируется только пар, а воздух остается. При отсутствии конвек-. ции с течением времени воздух скопляется около стенки и оказывает значительное препятствие продвижению пара к стенке (М. А. Михеев). Экспериментально показано, что величина коэффициента теплоотдачи а в сильной степени зависит от содержания воздуха в паре увеличение содержания воздуха в паре на 1 % может при определенных условиях привести к снижению коэффициента теплоотдачи на 60%. Аналогичное влияние на процесс конденсации пара в жидкость оказывают и другие неконденсирующиеся при данной температуре газы. В общем виде вопрос о скорости конденсации пара из парогазовой смеси был разрешен классической диффузионной теорией Стефана. Полный поток конденсирующегося пара выражается уравнением Стефана [c.155]

Величина е отличается отЛ также и потому, что при концентрировании газа в поверхностном слое сказывается влияние взаимодействия молекул адсорбата между собой. Поэтому зависимость е от х оказывается более сложной, чем следует из уравнения (1.9). Концентрирование адсорбтива возле поверхности приводит к тому, что при т<т р газ (точнее пар) конденсируется и образуется жидкий слой конденсата. В теории Поляни адсорбированной считается только та чааь адсорбтива, которая перешла в конденсированное состояние. Это предположение позволяет получить важные количественные соотношения. Во-первых, может быть вычислен как работа сжатия моля газа от равновесного давления р до давления насыщенного пара при данной температуре [c.14]

Имеется полное совпадение с результатом, полученным по уравнению (IX. 50), и, следовательно, температура верха /о = 87,1° выбрана правильно. При этой температуре упругость насыщенных паров воды равна 485ммрт. ст.. что значительно выше найденного ранее значения р = 260 мм рт. ст. Таким образом, в дестиллатных парах при температуре 0 = 87.1° водяной пар находится в перегретом состоянии, не следует опасаться его конденсации и на верху колонны может быть установлен парциальный конденсатор. Однако рассматриваемый случай не является общим, и довольно часто относительное содержание водяного пара в дестиллатных парах бывает настолько большим, что температура, отвечающая условиям насыщения, падает ниже так называемой тройной точки и водяной пар начинает конденсироваться. Чтобы избежать этого, необходимо применять острое орошение колонны, при котором постоянное количество водяного пара на верху колонны приходится уже не только на дестиллатные пары, но и на идущие вместе с ними пары орошения, поэтому падает относительное содержание водяного пара и соответственно понижается его парциальное давление. [c.425]

Вычисление изобарного потенциала следует производить для тех агрегатно.х состояний веществ, в которых они находятся в процессе ре кции. Если одно или несколько веществ, по холу реакции конденсируются и превращаются в несме-шивающиеея межд/ собой фазы, причем в уравнениях для констанг равновесия мы их концентрации в газовой фазе не учитываем, как эю будет показано ниже, то параметры для определения ре кции бе )утся для тех фаз,в виде кото- [c.145]

Для подсчета свободные энергии продуктов реакций, выраженные в калориях на моль, множат на соответствующие уравнению (I) стехиометрические коэфициенты и из этой суммы вычитают сумму произведений свободных энергий веществ, вступающих в реакцию, на соответствующие стехиометрические коэфициенты. Свободные энергии берут для того состояния вещества, в котором оно фи-гурирует в реакции. То-есть для реакций, полностью протекающих в газовой фазе AZ i, берут для газовой фазы, для реакций в растворах применяют zlZ для жидких веществ. Если одно или несколько веществ при реакции конденсируются в несме-шивающиеся между собой фазы и мы не учитываем в уравнениях (2) и (4) их концентраций в газовой фазе, для этих веществ берется относящимися к той фазе, в виде которой оно реагирует в нашей системе. Например для реакции (5) [c.157]

Так как пентахлорпропан не образует в присутствии AI I3 те-трахлорпропена, то автор делает вывод, что тетрахлорпропен образуется по приведенному ниже уравнению в условиях активного состояния и далее быстро конденсируется с дихлорэтиленом (гекса-хлорпентен как ингибитор реакции неактивен — он уменьшает выход лишь незначительно). [c.79]

Первый пример (см. табл. 14) относится к 4-компонентной системе с конденсирующимися компонентами. Для расчета состояния жидкой фазы используется уравнение Вильсона. В первой строке после названия таблицы следует заголовок (в данном случае полное название компонентов), а также N OMP, NLIGHT, NA T O, которые могут быть записаны на второй карте исходных данных. [c.120]

Для всех практических целей можно принять равным некоторому определенному низкому давлению, например 1 атм или, лучше, 0,1 атм, когда для большинства систем отклонения от законов идеального газа малы и, вероятно, лежат в пределах ошибок опыта. В практике является обычным принимать = атм, что иногда приводит к некоторой путанице, так как во многих случаях это является чисто гипотетическим состоянием. Для примера обратимся к газовой реакции при повышенной температуре, включающей конденсирующийся пар, например водяной. Некоторые основные данные доступны для 25° С, и поэтому является необходимым принять стандартное состояние при этой температуре, несмотря на то, что водяные пары не существуют как газ при р=1. Проще экстраполировать свойства в неустойчивую область, чем изменять стандартное состояние до более низкого давления. Несмотря на возможность незначительных ошибок, возникающих при подобной экстраполяции, она полностью оправдывается большим удобством при практическом применении. Для математических целей прибегают к пределу, когда р—>-0. Как указал Тенелл [248] в исчерпывающем и строгом исследовании по определению летучести, уравнение (140) не определяет летучести во всех состояниях вдоль данной изотермы, так как в пределе, когда р —>-0, приближается к —оо. Таким образом, нельзя строго математическим путем доказать правильность уравнения [c.147]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология