Степени свободы жидкости

Зависимость взаимной растворимости жидкостей от температуры при постоянном давлении представляют на диаграммах состояния в координатах температура — состав. На рис. 127 приведена диаграмма состояния для системы вода — анилин, в которой взаимная растворимость двух жидкостей увеличивается с ростом температуры. На этой диаграмме кривая аКЬ, называемая кривой расслоения, делит диаграмму на две области гомогенную, лежащую выше кривой расслоения (незаштрихованная область), и гетерогенную, находящуюся под кривой расслоения (заштрихованная область). Фигуративные точки в гомогенной области, например точка (1, изображают состояние однофазной дивариантной системы (С = 2 — 1 + 1 =2). Любая фигуративная точка, лежащая внутри гетерогенной области, например точка О, изображает состояние двухфазной равновесной системы, обладающей при постоянном давлении одной степенью свободы (С = 2 — 2 -г 1 =1). [c.386]

Метод статистических ансамблей Гиббса нашел применение в области неравновесной статистической механики и неравновесной термодинамики [43]. Процессы переноса в многокомпонентной жидкости, поведение системы частиц с внутренними степенями свободы, релаксационные процессы, химические реакции в однородной среде и многие другие процессы допускают эффективное математическое описание с единых позиций па основе законов сохранения энергии, импульса и числа частиц статистического ансамбля [43—45]. [c.68]

Если система состоит из трех фаз, то число термодинамических степеней свободы равно нулю. Например, система, содержащая твердую фазу, жидкость и пар одновременно (тройная точка, см, разд. 10.7). Поскольку такая система нонвариантна, то любое изменение температуры или давления относительно их значений в тройной точке приводит к исчезновению одной из фаз. Типичным примером является тройная точка воды. [c.130]

В жидкой фазе стадия передачи энергии внутренним степеням свободы молекулы практически не зависит от температуры, поскольку частоты меж- и внутримолекулярных колебаний в жидкости остаются постоянными при изменении температуры. Температура влияет на образование ассоциатов и на перемещение ассоциатов, содержащих возбужденные молекулы. Зарождение цепей происходит вследствие реакций между предварительно возбужденными молекулами. По этой причине эффективная энергия активации реакций зарождения цепей по гомогенному механизму в жидкой фазе оказывается меньше, чем в газовой, на величину энергии возбуждения молекулы. [c.30]

На рис. 33 а, б можно отметить, что поле диаграммы для воды и бензола разделяется кривыми фазовых переходов 1-го рода на три области пара, жидкости и твердого тела. Исследуем эти диаграммы с помощью правила фаз Гиббса. Система, состояние которой определяется точками внутри каждой области, является гомогенной. Согласно правилу фаз она характеризуется двумя степенями свободы [c.164]

При наличии угла р (см. рис. 33) система имеет две степени свободы. Жидкость, попадая в зазор, уменьшает силу трения между рабочими дисками и вся механическая система сдвигается вниз. Это приводит к перемещению нулевой точки (диски прижаты без жидкости заданной нагрузкой) в отрицательный зазор. Уход нулевой точки был проверен на изооктане и очищенном медицинском вазелиновом масле — жидкостях, практически не дающих граничных слоев. Показатели перемещения нулевой точки при угле р=10 и удельной нагрузке вытеснения, равной 30 гс/см2, в изооктане следующие. [c.79]

Возврат может быть подан в любой из двух концов многоступенчатого аппарата (каскада). Различие при этом заключается только в направлении возврата после изменения состояния фазы. Так, в приведенном нами примере вытекающая из нижней части каскада жидкость может испаряться и в виде пара снова возвращаться в каскад. Направление возврата не оказывает никакого влияния на число степеней свободы рециркуляционного включения [c.279]

Клапаны современных возвратно-поступательных насосов исключительно самодействующие. Они открываются и закрываются под действием изменяющегося давления жидкости. По кинематике различаются откидные клапаны, имеющие одну степень свободы для вращения вокруг оси, расположенной в плоскости прилегания клапана шаровые, обладающие шестью степенями свободы (благодаря вращению шара и возможности отклонения от оси седла) подъемные с двумя степенями свободы для перемещения вдоль и вращения вокруг оси клапана. [c.103]

При подсчете числа степеней свободы в азеотропной точке следует добавить к числу уравнений, вычитаемых из общего числа переменных, еще одно равенство составов жидкости и пара. Тогда число степеней свободы окажется равным нулю, т. е. при заданном внешнем давлении система нонварнантна (фиксирована температура кипения, состав жидкости и пара). [c.95]

Кривые определяют равновесие между двумя фазами ОЛ — пар — жидкость, ОВ — жидкость—твердое тело (лед), ОС — твердое тело — пар. Для двухфазной системы число степеней свободы равно единице, что следует из правила фаз Гиббса [c.164]

При понижении температуры от точки а до точки й происходит дальнейшее выделение кристаллов о-ксилола. В точке й жидкость полностью затвердевает и при температурах ниже Г в системе присутствует только одна фаза — твердый о-ксилол. Эта система имеет две степени свободы. [c.179]

В системе в равновесии находятся три фазы жидкость (вода), твердая сера и газ. Число степеней свободы будет равно [c.275]

Для многокомпонентных систем взаимно растворимых жидкостей, характерных для нефтепереработки, число степеней свободы равно числу [c.52]

Для многокомпонентной системы взаимно растворимых жидкостей, с чем часто приходится встречаться в процессе переработки нефти, число степеней свободы будет равно числу компонентов п, т. е. из 2 /г параметров, определяющих состояние равновесной системы, — температуры, давления, и — 1 концентраций в паровой и п — 1 концентраций в жидкой фазах, произвольно могут быть выбраны только п определяющих параметров, а остальные п определятся. [c.48]

Система (11.31) —(11.46) может быть решена при задании начальных условий — концентраций Xij(io) Xoj(to), Xn+i, (to), где 1=1, 2,. .., rt j—h 2,. .., r, температуры Ti(to), количеств Gi(tu) и потоков Li to) жидкости, а также при задании в виде функций времени следующих величин, являющихся степенями свободы модели [c.47]

В случае растворения в жидкости бинарной газовой смеси (распределяемый компонент А, носитель В) взаимодействуют две фазы (Ф=2), число компонентов равно трем (К — 3) и, согласно правилу фаз (см. стр. 385), число степеней свободы системы равно трем. [c.434]

Это же соотношение могло быть написано на основании правила рычага . По мере дальнейшего сообщения тепла температура системы уже не сохранит постоянного значения, ибо в оставшейся двухфазной жидкопаровой системе число ее степеней свободы, согласно правилу фаз, будет равно двум и одного внешнего давления окажется недостаточно для фиксирования состояния системы. В ходе перегонки температура будет прогрессивно расти и фигуративные точки жидкого остатка и выделяемого пара будут двигаться по изобарным кривым кипения ВО и конденсации ЕВ к точке О, отвечающей чистому компоненту ни, который в интервале концентраций жидкой фазы от хъ до I играет роль высококипящего. Вес остатка от постепенного испарения начальной гомогенной жидкости весаУ состава лв до конечной концентрации найдется с помощью ранее выведенной формулы 26 по соотношению [c.49]

При быстро протекающих процессах (а распространение ультразвука в жидкости является именно таким процессом) передача энергии от внешних степеней свободы к внутренним происходит не мгновенно, а занимает некоторый промежуток времени т. Если период звуковых колебаний мал или сравним с ним, то энергия от внешних степеней свободы не будет успевать передаваться внутренним степеням, за счет чего должна происходить дополнительная потеря энергии звуковой волны. Эта дополнительная потеря энергии не может быть учтена в рамках классической теории поглощения звука, поскольку она исходит из основных уравнений механики сплошных сред, где игнорируется атомистическая структура вещества. [c.455]

Третье важное понятие при рассмотрении фазового равновесия — это степень свободы, под которой подразумевают возможность произвольного изменения в определенных пределах какого-либо параметра состояния (температуры, давления, концентраций компонентов и т. п.), без нарушения фазового равновесия (без изменения числа и вида фаз, находящихся в равновесии). Например, температура и давление сухого воздуха могут изменяться в широких пределах без изменения его газообразного состояния, т. е. сухой воздух имеет две степени свободы А температура кипящей жидкости может изменяться лишь при изменении ее давления. Если в нарушение этому повысить температуру жидкости, сохранив давление постоянным, то фазовое равновесие нарушится — одна фаза (жидкая) прекратит свое существование. В последнем примере. число степеней свободы равно единице (или Р, или Т). [c.192]

Если увеличить объем системы настолько, что вся жидкость перейдет в паровую фазу, то дальнейшее увеличение объема сделает пары ненасыщенными и поэтому скажется на давлении. При этом объем уже можно рассматривать в качестве термодинамической степени свободы. [c.129]

Если фигуративная точка расположена над кривой пара, например точка А на рис. 11.2, то система находится только в парообразном состоянии. Б соответствии с правилом фаз у нее три независимые степени свободы, например Р, Т и А 2. Ниже кривой жидкости (точка (7) система находится только в жидком состоянии. В этом случае она обладает также тремя степенями свободы. [c.188]

Таким образом, стеклообразное состояние является неким - заморожен-ным , кинетически стабильным, но термодинамически неравновесным состоянием, а не новой фазой, отличной от жидкой. Наблюдаемые температурные кривые различных температурных коэффициентов (рис. 11.7) вполне объяснимы с молекулярно-кинетической точки зрения [39, с. 27 40, с. 24 42, с. 69—73]. Так, в стеклообразном состоянии поглощаемая при повышении температуры теплота идет только на увеличение интенсивности колебаний частиц, и теплоемкость определяется колебательными степенями свободы. В структурно-жидком состоянии, к которому относятся и высокоэластическое, и вязкотекучее деформационные состояния, при нагревании затрачивается добавочная теплота, идущая на увеличение внутренней энергии при переходе от низкотемпературной плотной к высокотемпературной рыхлой структуре. Вследствие этого теплоемкость полимерного стекла меньше теплоемкости полимера в структурно-жидком состоянии. Поэтому на температурной кривой теплоемкости при переходе от жидкости к стеклу наблюдается падение теплоемкости (кривая I, рис. П. 7). Тепловое расширение стекла в твердом состоянии происходит только аа счет увеличения ангармоничности колебаний. Но в структурно-жидком состоянии объем при нагревании дополнительно уве- [c.88]

Макромолекула находится в среде (газ, жидкость) с заданной температурой (система в термостате). Как и ранее мы обсуждаем модель со свободносочлененными сегментами, где nul — число и длина сегментов в модели макромолекулы. Так как п велико, то и число степеней свободы у макромолекулы велико. Поэтому к этой системе применимы уравнения статистической термодинамики без поправок на малость системы. [c.141]

По аналогии со случаем простых жидкостей в работе допускается, что пертурбация молекул полимерной жидкости также ограничена первым слоём решетки, в котором размер ячейки выбран в соответствии с сегментом, имеющим 3 внешние степени свободы. Жидкость делится на ячейки равных размеров, число которых в поверхностном слое Л1 , а в объемной фазе — М. Если из Мв поверхностных ячеек М заняты сегментами, то Ме — М — число дырок. , -. [c.62]

Для реакций в конденсированной фазе наблюдается ряд специфических процессов, изменяющих течение процесса по сравнению с протеканием его в газовой фазе. Большое увеличение плотности при переходе от газовой фазы к жидкой увеличивает удельную ионизацию, но одновременно облегчает возможность дезактивации и сокращает длительность пребывания в возбужденном состоянии. Процессы рекомбинации ион9в и радикалов облегчаются близостью молекул жидкости, играющих роль третьей частицы. Кроме того, возможна непосредственная рекомбинация тех частей молекулы, которые образуются вследствие прямой диссоциации. Это явление наблюдается и в газах с большим молекулярным весом. Вероятность рекомбинации радикалов, возбужденных молекул и ионов возрастает с увеличением молекулярного веса соединений. Чем больше молекула газа, тем больше у нее степеней свободы и тем большее время молекула может находиться в состоянии с большим запасом энергии, благодаря распределению этой энергии по степеням свободы. Кроме того, чем больше молекула, тем меньше будет различие между конфигурацией иона и конфигурацией незаряженной молекулы и тем более вероятен будет процесс разряда иона без последующего распада. Ниже приведены данные Шепфле и Феллоуса о количестве выделяющегося газа при облучении различных алканов нормального строения электро- [c.264]

В двухфазных парожидких системах, обладающих, согласно правилу фаз. двумя степенями свободы, испарение однородной жидкой фазы сопровождается преимущественным выкипанием одного из компонентов, играющего роль низкокипящего и вследствие этого темперагура системы прогрессивно в ходе перегонки возрастает до точки кипения второго компонента, играющего роль высококипящего, согласно изобарным кривым кипения и конденсации. Поэтому при раздельно ,I испарении слоя А, для которого компонент да играет роль низкокипящего, температура жидкой фазы растет в ходе перегонки, а жидкость обогащается компонентом а до тех пор-лока не будет достиг, нута его точка кипения. Этот процесс характеризуется кривой кипения АС и кривой конденсации СЕ, сходящимися в одной точке С, отвечающей чистому компоненту а и его точке кипения 4. [c.27]

Имеющуюся дополнительную степень свободы можно использовать и по-другому, задаваясь при определенной температуре системы составом у пара, равновесного однофазной жидкости, состоящей из компонента а или w. Тогда определится то давление paw, при котором можбт равновесно существовать парожидкая система данного состава, однокомпонентная в жидкой и двухкомионентная в паровой фазе при заданной постоянной температуре. [c.163]

В такого рода системе, обладающей двумя степенями свободы, помимо определенного внешнего давления, можно произвольно задаваться еще, например, температурой, и тогда состав у паровой фазы, отвечающей условию равновесия с однородной однокомпонентной жидкостью, определится как абсцисса точки пересечения соответствующей изотермы с равновесной кривой конденсации СЕ пли DE, в зависимости от того, из какого компонента а или гу состоит жидкая фаза. Вторую степень свободы можно использовать и по-другому, задаваясь при определенном внешнем давлении системы составом у пара, равновесного однофазной жидкости, состоящей из компонента а илн w. При этом определится температура, при которой может равновесно существовать парожидкая система данного состава, однокомпонентная в жидкой и двухкомпонентная в паровой фазе, под заданным внешним давлением. [c.163]

Экспериментально установлено, что состав пара смеси в общем случае не совпадает с составом жидкости, находящейся в равновесии с этим паром. На различии составов жидкости и пара основана перегонка смесей, имеющая большое практическое значение. На рис. 93 приведена зависимость температуры кипения от состава жидкости (кривая и пара (кривая а в). Точка t отвечает температуре кипения чистого компонента А, точка tв. — температуре кипепия компонента В. Область / относится к жидкости область // —к пуру. При этих условиях однофазные двухколшо-нентные системы имеют две степени свободы состав и температуру. Точка а обозначает жидкость состава х - При повышении температуры жидкой смеси до температуры / она закипит. [c.198]

Кривая ОС определяет зависимость давления насыщенного пара твердых бензола и льда от температуры. В точке О одновременно в равновесии находятся три фазы пар—жидкость и твердое тело. В таком состоянии согласно правилу фаз Гиббса система не имеет степеной свободы [c.164]

Смеси для областей диаграммы IV и V двухфазны и обладают одной степенью свободы. Линии аЬ и ас называют линиями ликвидуса, а линию квр — солидуса (ликвидус — жидкость, солидус — твердый, лат.). Изучая фазовое состояние двухкомпонентной смеси, можно изменять механические, физические, электрические или каталитические свойства твердых смесей. [c.180]

Иначе обстоит дело с двухкомпонентной системой, состоящей из двух взаимно нерастворимых жидкостей, например толуола и воды. В этом случае в системе будут три фазы две жидкие (вода и толуол) и одна паровая (смесь паров толуола и воды). Д такой системы число степеней свободы равно [c.52]

Иначе обстоит дело с двухкомпонентной системой, состоящей из двух взаимно нерастворимых жидкостей, например толуола и воды. В этом случае в системе будут три фазы две жидкие (вода и толуол) и одна паровая (смесь паров толуола и воды). Для такой системы число степеней свободы L = 2- -3 — 3=1 и, следовательно, из определяющих параметров может быть выбран то.пько один. Так, давлению системы я = 760 мм рт. ст. соответствует температура t = 84,2° и содержание толуола в паровой фазе у = 0,448. [c.48]

Созданная Я- И. Френкелем теория качественно правильно 0(гисывает процессы, происходящие в жидкостях, молекулы которых достаточно малы. Критерием применимости теории является относительно небольшое, порядка 10 —10 , число степеней свободы отдельной молекулы. В случае малых молекул характерные межмолекулярные расстояния соизмеримы с их линейными размерами. [c.44]

Исследования теплофиаических свойств жидкостей являются составной частью работы, посвященной выяснению характера теплового движения в этих средах. Теплоемкость вещества отражает распределение энергии по степеням свободы, теплопроводность - механизм переноса энергии тепловым движением. Знание закономерностей поведения теплоемкости и теплопроводности необходимо и для развития методов прогнозирования теплофиаических свойств. [c.4]

Спнн-решеточная релаксация — это любой процесс, в результате которого избыток энергии спинов передается другим степеням свободы отдельных молекул, жидкости или твердому телу ( решетке ). Физические механизмы передачи энергии могут быть различными. Одним из путей передачи энергии спинов решетке является спин-орбитальная связь, благодаря которой осуществляется взаимодействие спина с решеткой. Заметим, что процессы релаксации всегда стремятся изменить значение Ы+1М- в сторону (Л +/Я )равн. [c.232]

Простейшая (бинарная) система жидкость—жидкость с ограниченной взаимной растворимостью компонентов состоит из двух компонентов (К = 2) и двух фаз (Ф = 2) и, согласно правилу фаз, имеет две степени свободы (С = 2). Поэтому для такой системы состав смеси X при постоянном давлении р = onst является функцией только температуры t (рис. ХИ1-3). [c.525]

Равновесие в тройных системах. Треугольная диаграмма. Практически процессы. экстрагирования проводятся с системами, состоящими минимально из трех компонентов (/С = 3) и двух жидких фаз Ф 2). Для таких систем, по правилу фаз, число степеней свободы равно трем (С = 3). Следовательно, в данном случае независимыми переменными являются три параметра — температура, давление и концентрация одной из фаз. Однако влиянием давления на равновесие в системе жидкость—жидкость можно пренебречь. Зависимость состава от температуры (при р = onsi) для тройных систем изображается с помощью треугольной призмы, в которой температуры откладываются по оси, перпендикулярной к плоскости, на которой наносятся составы. [c.525]

Применяя правило фаз к равновесию жидкость — пар, при р = = onst, находим число степеней свободы s = fe4- l — f = 2 + + 1 — 2 = 1, т. е. каждому составу жидкой фазы соответствуют определенная температура кипения и состав пара. [c.95]

Наличие двух степеней свободы графически изображается на диаграмме состояния плоскостью. В данном случае — это участок диаграммы, ограниченный снизу кривыми ас и Ьс, а слева и справа ординатами А и В. Пара в этой области нет, если внешнее давление превышает равновесное давление пара над жидким расплавом. Для понимания этого рассмотрим жидкость в цилиндре с подвижным поршнем, находящуюся при любой температуре в равновесии со своим насыщенным паром в отсутствие посторонних газов (такая система называется ортобарной). При внешнем давлении, равном давлению насыщенного пара, поршень неподвижен. Если же внешнее давление превысит давление насыщенного пара под поршнем, то поршень опустится до поверхности жидкости, а пар сконденсируется. Иными словами при внешнем давлении, превышающем давление насыщенного пара, система состоит только из жидкости и при подсчете числа степеней свободы газовую фазу учитывать не нужно. Если внешнее давление создается воздухом (атмосферное давление), то при строгом рассмотрении следовало бы считать, что мы имеем дело с трехкомпонентной системой (третий компонент — воздух). Однако при подсчете числа степеней свободы это не изменит результата, так как увеличится на единицу и число компонентов и число фаз (появится газовая фаза). При бо- [c.104]

В качестве примера можно привести жидкость, находящуюся в равновесии с насыщенным паром под порщнем. Изотермическое поднятие или опускание поршня приведет лишь к изменению объемов паровой и жидкой фаз. В то же время изменение объема не сказывается на давлении в системе. Таким образом, в рассматриваемом случае объем не является термодинамической степенью свободы. Химические потенциалы воды в обеих фазах при движении поршня не меняются. [c.129]

Сколько степеней свободы имеет гомогенная смесь двух жидкостей А + В, сообщающаяся через различные полунепроницаемые перегородки с чистыми жидкостями Обе жидкости нелетучи. [c.138]