Условия равновесия двухфазной системы

Объединенный закон Рауля — Дальтона выражает условие равновесия двухфазной системы при данной температуре, т. е. парциальное давление любого компонента в паровой фазе равняется erd пар- циальному давлению в жидкой фазе. На основании данного закона можно найти концентрацию любого компонента в жидкой фазе X [151 [c.21]

Условие равновесия двухфазной системы, образованной чистым веществом, состоит в равенстве удельных или мольных свободных энтальпий обеих фаз. Обозначив величины, относящиеся к фазам Ф и Ф", соответственно одним и двумя штрихами, имеем при равновесии согласно (10,2,3) [c.485]

Правило фаз было выведено в предположении, что на фазы гетерогенной системы не наложено никаких дополнительных ограничений, кроме вытекающих из условий равновесия. Случай обратимых химических реакций мы только что рассмотрели. Здесь же мы обсудим ограничительные условия другого рода и в первую очередь остановимся на азеотропных системах. Как известно, для азеотропов характерно обязательное условие — равенство составов жидкости и пара. В случае бинарных азеотропов — это одно дополнительное условие, и, соответственно, двойная двухфазная азеотропная система имеет только одну степень свободы. Моновариантными системами окажутся и многокомпонентные азеотропы, так как условие равенства составов будет давать п — 1 дополнительных условий . Дополнительное разъяснение состоит в следующем азеотропная система ведет себя как моновариантная только в таких процессах, при которых сохраняется условие азеотропии. Если же условие азеотропии сохранять не требуется, то раствор азеотропного состава, находящийся в равновесии с паром, — это обычная двухкомпонентная двухфазная система. [c.20]

Рассмотрим двухфазную двухкомпонентную смесь, концентрация одного из компонентов которой в обеих фазах мала. Одним из условий равновесия такой системы являются равенства химических потенциалов растворителя в двух фазах = Каждую из [c.122]

При расчетах процессов массообмена под высоким давлением, проведенных по законам Рауля и Дальтона, получаются отклонения, так как эти законы справедливы только для идеальных газов. Напомним, что по условию равновесия двухфазной системы жидкость — иар общее давление насыщенных паров жидкой фазы должно быть равно общему давлению в паровой фазе. [c.262]

Если паровая фаза подчиняется законам идеальных газов, то вместо можно использовать Р, т. е. давление системы. Аналогично при умеренных давлениях вместо /1 можно использовать Р — давление пара чистого компонента. Таким образом, условие равновесия двухфазной системы запишется в виде [c.100]

Это уравнение выражает условие равновесия двухфазной системы при данной температуре — парциальное давление любого компонента в паровой фазе равняется его парциальному давлению в жидкой фазе. [c.20]

Как было показано ранее, условием равновесия двухфазной системы (при одинаковых давлении и температуре обеих фаз) является равенство их химических потенциалов (см. рис. 25), т. е. и = ц", где х и — химические потенциалы индивидуального вещества соответственно в первой и во второй фазах. [c.108]

Фигуративная точка системы, лежащая на одной из границ, разделяющих области диаграмм I, например, точка в представляет собой совмещение проекций двух фигуративных точек в и в" полной диаграммы состояния (рис. 25), одна из которых отвечает жидкому состоянию, а другая — газообразному, а также всех промежуточных точек, лежащих на прямой в в". При температуре и давлении, отвечающих точке в, жидкая и газообразная фазы находятся в равновесии. Кривая ОК представляет собой ряд подобных точек. Если мы захотим изменить условия существования двухфазной системы, не меняя числа фаз, го мы должны перемещать точку в стро- [c.156]

Условие термодинамического равновесия раствора. Условия равновесия двухфазной бинарной системы при постоянных р и Т требуют постоянства изобарного потенциала Ф или равенства Ф = О при dp = 0 и dT = 0. [c.453]

Если l/o/7 >-0,63, то в некот)рой области концентраций должно установиться равновесие двухфазной системы. С) тав обеих фаз. южет быть получен из условий равновесия между обеими фазами [c.174]

Снова получены две различных, но равноценных формулировки условий равновесия, хотя в уравнении (9-17) использована экстенсивная, а в уравнении (9-18) — интенсивная величины состояния. Эти зависимости пригодны как при физическом равновесии, так и при равновесии химической реакции компонентов в двухфазной системе. Переход компонентов между двумя физическими фазами (например, пар — жидкость) может происходить в изображенной на рис. 9-3 [c.129]

Выберем в качестве независимых переменных свойства первой фазы — жидкости тогда зависимыми переменными будут свойства 2-ой фазы — насыщенного пара. Продифференцируем вначале (9.8) (9.10) и приравняем производные нулю для условия равновесия в двухфазной системе [c.159]

Равенство правой части этого уравнения указывает на равновесное состояние в двухфазной системе. Для того, чтобы это равенство выполнялось, необходимо приравнять нулю коэффициенты, стоящие перед дифференциалами соответствующих переменных. Тогда условием термического равновесия станет равенство температур обеих фаз, то есть [c.160]

В обшем случае в состоянии плавления система имеет две степени свободы, например Г и Л В эксперименте двухфазные системы часто исследуют при постоянном давлении. В этих условиях число степеней свободы будет равно единице. Это означает, что при равновесии состав жидкой фазы однозначно определяется температурой. [c.197]

Точки составов, располагающиеся при данной температуре между кривыми ликвидуса и солидуса, изображают брутто-со-ставы смесей, распадающихся на твердую и жидкую фазу. Соотношение масс образовавшихся фаз определяется с помощью правила рычага [см. (V. 176)]. Взаимное расположение линий ликвидуса и солидуса можно установить с помощью выражения (V. 168). Так как переход твердого тела в жидкость всегда сопровождается поглощением теплоты, величина Qi 2 имеет положительный знак и из выражения (V. 165) следует условие (V. 169). Поэтому графическое изображение равновесий жидкость — твердое тело при р = onst аналогично таковому для систем жидкость —пар в бинарных двухфазных системах. Если охладить расплав состава (рис. V. 26, а) от Т до Т", то из нбго выпадут первые кристаллы твердого раствора По [c.295]

При выводе и рассмотрении общих условий равновесия в бинарных двухфазных системах мы не вводили никаких ограничений относительно типа равновесий. Следовательно, уравнение Ван-дер-Ваальса может быть применено для любых бинарных двухфазных систем. С его помощью можно изучать закономерности равновесий жидкость — жидкость, раствор — пар, твердая фаза — пар, твердая фаза — насыщенный раствор. [c.262]

Теперь остановимся на свойствах критических состояний в бинарных системах, которые удобно изучать на примере равновесий жидкость — жидкость (рис, V. 24). Согласно условиям равновесия Т, р п химические потенциалы компонентов в сосуществующих фазах (D и С) одинаковы. Вместе с тем условия устойчивости требуют, чтобы увеличение концентрации компонента сопровождалось возрастанием его химического потенциала, если фаза стабильна, и его уменьшением, если она лабильна. Поэтому в областях диаграммы (рис. V.24), расположенных справа, слева и выше кривой растворимости, соответствующих существованию гомогенного раствора, химический потенциал увеличивается при прибавлении компонента в систему (кривые МС и DN). Однако внутри между кривыми, характеризующими состояние однофазной и двухфазной систем, располагается небольшая область метастабильных состояний, образуемых пересыщенными растворами компонента А в веществе Б и В в А. [c.292]

Условия равновесия в двухфазной, однокомпонентной системе типа жидкий бензол — насыщенный пар можно выявить, рассматривая соотношение интенсивных параметров для такой системы. [c.158]

Состояния однородной системы, отвечающие участкам АВ и СО (рис. 18), могут существовать, поскольку очень малые флуктуационные процессы не выведут систему из заданного состояния. Минимуму внутренней энергии системы при фиксированных 5, V, N1 Мк отвечают, однако, не состояния однородной системы, которые изображаются точками на участках АВ а СО, а состояния двухфазной системы, представляемые точками на прямой АО. Эта прямая касается кривой и (V) в двух точках—Л и 0 следовательно, в согласии с условием механического равновесия фаз. Области АВ я СО на кривой— области метастабильных состояний. [c.138]

Ка/ковы условия равновесия за(ряженных частиц в двухфазной системе [c.205]

Напишите условие равновесия для заряженных частиц в двухфазной системе. [c.215]

Равновесие в гетерогенных системах зависит от давления, температуры и концентрации. Эти параметры можно изменять (в известных пределах) без нарушения равновесия. Например, если при постоянной температуре сжимать насыщенный пар (увеличивать давление), то пар частично конденсируется, но система все равно останется двухфазной — пар и жидкость. Охлаждение насыщенного раствора соли приведет к дополнительному выпадению кристаллов, но двухфазность системы сохранится. Число условий (температура, давление, концентрация), которые можно менять произвольно (в известных пределах), не изменяя числа и вида фаз системы, получило название числа степеней свободы. Соотношение между числом фаз, компонентов и степеней свободы в равновесной гетерогенной системе было получено Гиббсом (1876 г.), это соотношение называется правилом фаз [c.52]

Если продолжать нагрев системы в том же сосуде, например до температуры 1, фигуративная точка ее переместится в положение Ь. По условиям равновесия пар—жидкость температуре 1 соответствуют равновесные фазы, определяемые точками Н м О ноды НВ, т. е. система будет двухфазной. Составы х тл у образующихся фаз определяются абсциссами точек Н и В. [c.275]

Прежде всего рассмотрим условия реализации механического равновесия. Для простоты выберем двухфазную систему с фазами А и В и предположим, что давление в фазе А больше, чем давление Р в фазе В. Следовательно, при расширении одной из фаз и соответственно сжатии другой в системе совершается работа ю. При совершении этой работы в условиях равновесия процесс можно считать обратимым (Лю = го,). [c.186]

Теоретической основой описания процессов переноса в двухфазной среде являются фундаментальные законы сохранения и равновесия. При известных значениях площади межфазной поверхности и функции ее распределения в рабочем объеме колонны дифференциальные уравнения переноса следует записать дпя каждой фазы отдельно с условиями сопряжения на границе раздела фаз. Однако, в колонне с неупорядоченной насадкой распределение межфазной поверхности неизвестно. Поэтому в данной работе используется подход, когда система уравнений переноса записывается для ядра сплошной фазы, а влияние дисперсной учитывается в виде источников, совместно с потоковыми соотношениями и условиями равновесия. [c.139]

Линия a k соответствует двухфазному равновесию между жидкостью и паром. Как уже указывалось, оно является моновариант-ным, т. е. характеризуется одной степенью свободы. Это означает, что можно произвольно изменять только один из параметров состояния— давление или тем пературу, тогда как другой определяется из диаграммы. Из диаграммы также следует, что линия a k характеризует зависимость давления насыщенного пара данного вещества от температуры и ее же можно трактовать как зависимость температуры кипения вещества от внешнего давления. В этой связи кривая a k получила название кривой кипения или кривой испарения. Со стороны повышенных температур и давлений эта кривая заканчивается в критической точке с координатами Ть и Ри, характеризующей такое состояние вещества, в котором исчезает различие между жидкостью и паром. Это состояние нонвариантное, так как к обычным условиям равновесия добавляется условие идентичности фаз, которое уменьшает число степеней свободы на единицу. Нонвариантными для данного вещества будут также критическое давление и критический объем. Обычно при значениях параметров, превышающих критические, принято говорить о состоянии надкритическом, однофазном, избегая приписывать этому состоянию наименование жидкость или пар. Точки, ограничивающей кривую a k снизу, со стороны пониженных температур и давлений, не существует. Жидкость может пребывать в переохлажденном состоянии ниже точки плавления а. Линия a k i, являющаяся участком кривой a k, пролонгированным за тройную точку в область твердого состояния S, изображает зависимость давления насыщенного пара от температуры над переохлажденной жидкостью. Переохлажденная жидкость менее устойчива, чем твердая фаза при той же температуре. Поэтому давление паров над переохлажденной жидкостью выше, чем над твердой фазой при той же температуре (кривая a k i лежит выше кривой а а ]). Однако такой критерий различной устойчивости фаз применим только к однокомпонентным системам. У двух- и многокомпонентных систем эти отношения сложнее. [c.265]

Равновесие в системе Ж—Г характеризуется правилом фаз, указывающим необходимые условия существования данного количества фаз, т. е. число параметров, характеризующих равновесие, законом распределения компонента между фазами и константой равновесия химических реакций. Для перечисленных процессов характерны главным образом двухфазные системы, содержащие один, два и более компонентов. Фазовое равновесие для этих систем изображается в виде диаграмм состав — свойство, чаще всего состав — температура кипения. Так, например, диаграмма состав — температура кипения трехкомпонентной системы Н2О—НМОз—Н2504 (рис. 75) позволяет определить равновесные составы жидкости и паров кипящих смесей или температуры кипения смесей заданного состава при равновесии. На анализе этой диаграммы и расчетах при помощи ее основано производство концентрированной азотной кислоты ректификацией смесей разбавленной азотной и концентрированной серной кислот. Графическое изображение распределения компонентов между фазами при равновесии дается, например, в координатах С —где — равновесное содержание компонента в газовой фазе С ж—содержание компонента в жидкой фазе. Для процессов абсорбции и [c.156]

Уравнение (76) называется уравнением Дюгема — Маргуле-са. Оно выражает условия равновесия двухфазной системы при 7 = сопз1 при сделанных выше допущениях. При давлениях, не очень сильно отличающихся от атмосферного, молярный объем пара обычно в сотни раз превышает молярный объем жидкости. Для бензола, например, при атмосферном давлении отношение молярных объемов составляет около 300. Отклонение поведения паров от законов идеальных газов при этих условиях также обычно невелико. Поэтому при небольших давлениях погрешности, вызываемые допущениями, лежащими в основе уравнения Дюгема — Маргулеса, для технических целей в большинстве случаев не имеют практического значения. [c.24]

Уравнение (78) называется уравнением Дюгема — Маргулеса. Оно выражает условия равновесия двухфазной системы при Т = = onst и сделанных выше допущениях. [c.25]

Как известно, процессы ректификации протекают при постоянном давлении. Условие равновесия двухфазной трехкомпонентной системы при Р = onst может быть получено из обобщенного уравнения Сторонкина — Ван-дер-Ваальса [153] [c.190]

Когда один из слоев жидкой фазы полностью выкипает, то система из трехфазнон и соответственно, одновариантной, становится двухфазной и двухвариантной, т. е. приобретает еще одну дополнительную степень свободы. Поэтому в случаях парожидкого равновесия одной жидкой и одной паровой фазы в системе частично растворимых веществ при заданном внешнем давлении температура системы не сохраняет постоянного значения в ходе перегонки и, по мере ее протекания, прогрессивно растет. Изобарные равновесные кривые точек кипения гомогенных в жидкой фазе растворов Z., и даются соответственно ветвями СА и BD общей кривой кипения ABD, горизонтальный участок АВ которой относится исключительно к неоднородным жидким растворам. Изобарные равновесные кривые точек конденсации паров, отвечающих условию равновесия с однофазными жидкими растворами и 2 даются соответственно ветвями СЕ и DE. [c.26]

Постепенная конденсация насыщенных паров, состав которых отвечает условию равновесия с одной из возможных однородных жидких фаз системы, может быть изучена с помощью тех же изобарных кривых кипения САВО и конденсации СЕО, характеризующих условия двухфазного парожидкого равновесия. [c.61]

Если вся система реакций (1.37), (1.38) обратима и близка к состоянию равновесия, то состав катализатора, вне зависимости от исходного, целиком определяется термодинамическими условиями равновесия. В этом случае, если состав катализатора, например окисла, является функцией давления одного из компонентов, например кислорода, то, в соответствии с условиями гетерогенного равновесия, для всей области температур Т и парциальных давлений Р, за исключением точки равновесия с определенными Т ш Р, катализатор будет представлять собой одну фазу. Если реакция проводится в точке равновесия, то катализатор может быть двухфазным, однако практическое осуществление такого случая невероятно. Иное дело, если протекающие в системе реакции, например реакции контактного окисления органических соединений, практически необратимы, тогда фазовый состав работающего катализатора целиком определяется кинетическими, а не термодинамическими параметрами. При проведении обратимых реакций в условиях, далеких от равновесия (что большей частью бывает на практике), фазоЬый состав катализатора также не определяется термодинамикой. [c.50]

Проиллюстрируем фиксирование температур двухфазного и трехфазного равновесия с помощью кривых температурной зависимости изобарно-изотермического потенциала. На рис. 44,а показана диаграмма состояния однокомпонентной системы. В соответствии с условием равновесия в тройной точке (XI.7) при учете относительной стабильности фаз в соответствующих температур-258 [c.258]

В трехкомпонентной двухфазной системе распределение й-го компонента между двумя жидкими фазами определяется условиями равновесия [c.401]

Область на диаграмме ЬЬО —AgNOa, лежащая выше линии АКВ, характеризует ненасыщенные растворы AgNOa в воде. При этом системы бивариантны можно до известного предела произвольно изменять два условия температуру и концентрацию растворов. Число фаз не будет меняться. Точки па линиях АК и ВК, а также на участках, ограниченных ими и линией солидуса, проходящей через точку К, выражают равновесия двухфазных систем при определенных условиях (парообразная фаза не учитывается). При этом С=1. [c.196]

ВРЕВСКОГО ЗАКбНЫ, описывают зависимость состава равновесных жидкой и паровой фаз двойных систем от т-ры (давления). Основываются на общих термодинамич. соотношениях, устанавливающих условия равновесия в двухфазных системах, частным случаем к-рых является равновесие жидкость - пар. При выводе В. з. сделан ряд допущений, в частности предполагается, что поведение газовой фазы близко к поведению идеального газа. Поэтому В.з. справедливы только для области т-р и давлений, значительно удаленной от критич. точки равновесия жидкость-пар в данной системе. [c.431]

Полагая, что в условиях механического равновесия давление во всех фазах должно быть С№1иаковым, для данной двухфазной системы можно записать [c.186]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология