Система химическая вариантность

Классификация систем по вариантности оказывается весьма удобной, так как независимо от физической и химической природы системы одинаковой вариантности всегда имеют много общего. Так, в моновариантных системах [c.339]

Для вычисления вариантности системы рассмотрим сначала многофазную многокомпонентную равновесную систему без химических реакций. Для полной характеристики этой системы необходимо указать количества всех компонентов во всех фазах, что означает задание КФ параметров. Кроме этого необходимо также задать значения температуры и давления (еще два параметра). Если система находится в поле, например магнитном или электрическом, то необходимо добавить еще и параметры, описывающие намагниченность или поляризацию. Однако последние случаи на практике встречаются довольно редко. Поэтому далее будем полагать, что для описания многофазной и многокомпонентной системы необходимо задать КФ + 2 параметров. Далеко не все эти параметры линейно независимы. Действительно, задание всех этих параметров позволяет определить, например полное число молей вещества в каждой фазе [c.128]

При возможности установления между компонентами в каждой фазе химического равновесия, которое описывается Л независимыми реакциями, возникает еще / дополнительных условий, поскольку концентрации компонентов оказываются связанными друг с другом уравнениями химического равновесия. В этом случае вариантность системы равна [c.129]

Сравните ваши результаты с рис. 9.18 (см. с. 177). Обратите внимание, что вид кривых охлаждения соответствует правилу фаз. Например, горизонтальные пло-щадки этих кривых отвечают нонвариантным системам. При подсчете вариантности нужно учитывать, что данная система бинарна (К = 2), так как химическое соединение не является независимым компонентом. Вид и состав выпадающих кристаллов, а также состав равновесного жидкого расплава I можно установить с помощью нод, проходящих через фигуративную точку заданной смеси, как это делалось ранее для других систем. [c.164]

Вариантность системы — число степеней свободы равновесной термодинамической системы. Из какого бы числа компонентов и фаз ни состояла гетерогенная система, условием равновесия между фазами в ней является то, что химический потенциал любого компонента должен быть одинаковым во всех фазах системы при постоянных температуре и давлении. Условия равновесия гетерогенной системы подчиняются правилу фаз Гиббса. Уравнение правила фаз Гиббса устанавливает зависимость между числом степеней свободы, числом компонентов и числом фаз в данной равновесной системе [c.154]

Как изменится вариантность в системе а) задачи 8-2, если а) химическое превращение кинетически невозможно [c.66]

Числом термодинамических степеней свободы равновесной системы ИЛИ просто числом степеней свободы называют число независимых координат, определяющих, ее состояние, т. е. независимых переменных параметров, которые в известных пределах могут изменяться произвольно, не вызывая изменения числа фаз и их качественного состава. Это температура, давление, а для систем с двумя и большим количеством компонентов — и их концентрации. Откладывая эти п переменных величин по осям некоторой системы координат, получим п-мерную пространственную фигуру, каждая точка внутри которой или на ее поверхности будет отображать состояние системы. Такую точку называют фигуративной, или изобразительной. Число степеней свободы физико-химической системы называют также ее вариантностью. Система, у которой число степеней свободы равно нулю, является инвариантной (безвариантной), система с двумя степенями свободы — дивариантной и т. п. [c.130]

Разность между общим числом независимых параметров, которые определяют состояние системы и числом уравнений, связывающих химические потенциалы, называют числом термодинамических степеней свободы или вариантностью системы. По смыслу определения вариантность относится к интервалу значений параметров, в котором число и характер фаз остаются неизменными, т. е. не меняется фазовое состояние системы. Если число степеней свободы f, то в соответствии с определением [c.47]

Состояние фазы полностью определяется давлением, температурой и составом. Если фаза содержит т компонентов, то должны быть указаны m — 1 переменных для определения ее состава и 2 переменные для Р и Т, т. е. всего т + 1 переменных. Для системы, содержащей р фаз, число переменных равно (т + 1). Однако, если система находится в равновесии, эти переменные не являются независимыми если нет ограничений на взаимодействие между всеми фазами (деформируемые стенки и свободный тепло- и массоперенос), температуры, давления и химические потенциалы в различных фазах связаны уравнениями (2.109) - (2.111). Уравнения (2.109) и (2.110), согласно которым равны температуры и давления фаз, дают 2(i - 1) соотношения, равенство химических потенциалов компонентов во всех фазах приводит к m (( - 1) дополнительным соотношениям, общее число дополнительных соотношений составит (m + 2)(v>-l). Следовательно, имеется только tp(m + l) - (т + 2) X + независимых переменных. Это число независимых переменных называется вариантностью, или числом степеней свободы системы обозначим его буквой Итак, [c.75]

При расчете вариантности двухфазной системы средняя кривизна поверхности раздела дает дополнительную степень свободы. Химические потенциалы компо- [c.351]

Число степеней свободы физико-химической системы называется ее вариантностью. Система, у которой число степеней свободы равно нулю, является безвариантной, система с двумя степенями свободы]— двухвариантной и т. п. [c.69]

Числом термодинамических степеней свободы физико-химической системы определяется ее вариантность. [c.50]

Открытые системы. Рассмотрим гетероген 1ые системы, в которых могут содержаться не только несколько объемных фаз и поверхностей разрыва, но и на каждой поверхности несколько поверхностных фаз. По аналогии с объемными фазами предположим, что поверхностные натяжения в находящихся на одной поверхности поверхностных фазах одинаковы, если последние разграничены геодезическими линиями (прямыми линиями в случае плоской поверхиости), и различны, если границы искривлены как угодно. В качестве переменных состояния выберем температуру, давление, поверхностное натяжение (для поверхности натяжения) п химические потенциалы. Эти переменные для каждой объемной фазы связаны уравнением (Г 53) и для каждой поверхностной фазы — уравнением (Г 104), причем уравнения для разных фаз являются независимыми по самому определению фазы. Поэтому разность общего числа указанных переменных и числа уравнений даст число независимых параметров состояния, или вариантность системы. [c.35]

Где с — число степеней свободы или вариантность системы к — число независимых химических компонентов в системе п — число внешних параметров, влияющих на равновесие фаз ф — число фаз. [c.51]

Таким образом, на этих примерах выявлены равновесные состояния, различающиеся между собой по вариантности. Состояния, у которых вариантность меньше, чем вариантность системы, будем называть состояниями с вырождением. В наших случаях наблюдалось концентрационное вырождение, вследствие чего имело место неравенство s химическими реакциями также могут существовать состояния с вырождением, однако при этом возможно не только концентрационное вырождение. [c.10]

Формула для полной вариантности. Обратимся к установлению формулы для расчета полной вариантности исследуемой частично закрытой системы с химическими превращениями и ограничениями на свойства сосуществующих фаз. Для характеристики каждой (д)-к фазы используем фундаментальное уравнение [c.16]

Другое направление в исследовании вариантности гетерогенных систем связано с учетом условий материальной изоляции относительно внешней среды. Так, Дюгемом [19, стр. 446] было показано, что полная вариантность закрытых систем равна 2. В работе [3] было проведено детальное исследование полной вариантности и вариантности частично закрытых гетерогенных систем без химических реакций. При этом, хотя в целом рассматривалась частично закрытая система, каждая из фаз предполагалась открытой относительно остальных и исследовались лишь состояния с максимальным рангом концентрационной матрицы неподвижных веществ. В дальнейшем [2, 4] ограниче- ние относительно отсутствия химических реакций было снято. [c.19]

Исследуются частично закрытые многофазные системы с химическими превращениями веществ при наличии ограничений на свойства фаз. На основе подсчета числа связей из условий термодинамического равновесия и условий материальной изоляции выведены формулы для определения вариантности и полной вариантности этих систем. Рассмотрены основные частные случаи из полученных формул. Приведены примеры, иллюстрирующие их применение. Обсуждены вопросы, связанные с особенностями расчета ранга концентраци-онно-стехиометрической матрицы неподвижных веществ, с определением максимально возможного и действительного (минералогические правила фаз) числа сосуществующих фаз. На основе сопоставления формул для вариантности и полной вариантности отмечены случаи, когда в системе могут наблюдаться фазовые процессы, протекающие без изменения составов фаз. Обсуждены некоторые из формул для подсчета вариантности, получившие в литературе широкое распространение, и рассмотрены условия их применения. Библ.— 22 назв. [c.195]

При рассмотрении гетерогенных равновесий применяется правило фаз, выражающее число степеней свободы через число компонентов и число фаз. Как известно, число степеней свободы (вариантность системы) определяется как число независимых переменных, которое можно в известных пределах произвольно менять без изменения числа и вида фаз системы. Поэтому определение степеней свободы и установление их физического смысла (т. е. уяснение, какими физико-химическими условиями можно пользоваться для изменения состояния равновесной системы) очень важно при ведении технологического процесса. [c.61]

Дальтоновская идея о независимости давления газа содержала зародыши позднейшей идеи вариантности химической системы, или степени свободы, которой Гиббс придал математическую форму. [c.8]

В системе РЬ—Ма, например, как видно из рис. 9, образуется четыре химических соединения, и на соответствующее число простых систем можно разбить основную систему. На диаграмме состояния этой же системы можно видеть треугольники Таммана, построенные для подтверждения состава соединений и нон вариантных точек — эвтектик и перитектик. Особое значение построение треугольников Таммана имеет для выявления соединении, разлагающихся прп плавлении состав их можно установить экстраполяцией. [c.18]

Для гомогенных химических реакций число фаз Ф = 1, для гетерогенных Ф = 2 и более. Если система находится под влиянием двух факторов интенсивности температуры и давления, то лг = 2, а когда Р (или Т) постоянно, то условная вариантность будет [c.12]

Системы, рассматриваемые в химической термодинамике, классифицируют по числу независимых компонентов, числу фаз в системе и по параметру, определяемому числом фаз и независимых компонентов в системе, называемому вариантностью системы (см. гл. П.6). По числу независимых компонентов системы подразделяются на однокомпонентные (унарные), двухкомпонентные (бинарные), трехкомпонентные (тернарные) и т. д. При этом каждый из этих классов систем может при известных условиях содержать большое число зависимых компонентов, т. е. быть по существу многокомпонентными системами. Например, пары серы содержат восемь компонентов (5, Зг, 8з, 84, 85, 8е, 8 , 8в), связанных между собой семью уравнениями равновесия, так что из этих восьми компонентов только один независп лый. В качестве такого при 7<1000 К удобно принять а при более высоких температурах — 8а или 8. [c.87]

Теоретич основами построения и интерпретации Д с равновесных систем являются 1) условие фазового равновесия, согласно к-рому хим потенциалы ц, каждого i-ro компонента во всех фазах при равновесии равны, 2) условие химического равновесия, согласно к-рому сумма хим потен-[щалов вступающих в р-цию в-в при равновесии равна аналогичной сумме для продуктов р-ции, 3) фаз правило Гиббса, согласно к-рому число компонентов К, число фаз Ф и вариантность системы и (т е число независимых параметров состояния, к-рые можно в определенных пределах изменять без изменения числа и природы фаз) связаны соотношением V = К - Ф + 2 Цифра 2 означает, что учитываются только два интенсивных параметра состояния-т-ра и давление Если учитываются и др параметры, напр напряженности электромагнитного или гравитационного полей, вариантность системы соотв увеличивается Различают нонвариантные (и = 0), моновариантные (и = 1), дива-риантные (и = 2) и т д состояния (равновесия), 4) правило о соприкасающихся пространствах состояния, соглас1ю к poviy если два разных пространства состояния (поля в случае плоской диаграммы) соприкасаются по линии, то они разли- [c.32]

Метод насыщения. Из правила фаз (1.1) следует, что если в водную фазу добавить распределяемое вещество до насыщения, т. е. до появления осадка, то для полученной трехфазной системы вариантность становится равной нулю. В. В. Фомин [29] подчеркнул, что в общем случае химический анализ полученной органической фазы не дает ответа на вопрос о составе соединений. Например, при насыщении ТБФ нитратом циркония отношение мольных концентраций свидетельствует об образовании моносольвата [30], тогда как по результатам других методов в процессе образуется дисольват [31]. [c.25]

Независимыми термодинамическими параметрами, определяющими состояние однокомпонентной системы, являются температура и давление. Для системы с двумя и более компонентами к независимым переменным относят также и концентрации компонентов. Эти независимые переменные в известных пределах можно изменять произвольно, не вызывая изменения числа фаз системы и их качественного состава. Поэтому их называют степенями свободы системы. Число степеней свободы физико-химической системы, т. е. число независимых координат, определяющих ее состояние, называют также ее вариантностью. Система, у которой число степеней свободы равно нулю, является инвариантной, система с двумя степенями свободы — дивариантной и т. п. [c.69]

Гиббсом было показано, что для любых фазовых переходов (растворение, испарение, плавление и пр.) самопроизвольный переход к.-п. вещества пз одной фазы в другую возможен только в направлении выравнивания химических потенциалов данного вещества в этих фазах, нрнчел самопроизвольно он может переходить только из фазы с большим потенциалом в фазу с меньшим. Равновесие достигается при одинаковом значенпп химич. потенциала данного вещества во всех фазах системы, причем это условие распространяется на все компоненты, составляющие данную систему. Из этих условий выводится фаз правило, выражающее соотношение менаду числом независимых компонентов, числом фаз и вариантностью системы. [c.49]

Следует заметить, что фори/ гла (14) одинаково применима к от1фытым системам, содержащим или не содержащим вполне подвижные кфяпоненты. Однако, если какие-то интенсивные свойства (например (п-г) химических потенциалов) при изменении состояния системы остаются неизменными, то, очевидно, вариантность становится иной [c.142]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология