Жидкость-пар, равновесие, двухкомпонентные системы

ТРЕХФАЗНОЕ РАВНОВЕСИЕ ЖИДКОСТЬ - ЖИДКОСТЬ - ПАР В ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ [c.301]

В отличие от этого в двухкомпонентных системах, содержащих две конденсированные фазы (две жидкости, жидкость и твердая фаза или две твердые фазы), в условиях равновесия при постоянных давлении и температуре составы взаимно насыщенных контактирующих фаз строго определены и отвечают диаграммам состояния соответствующих систем. Влияние давления на условия равновесия систем, включающих только конденсированные фазы, и на свойства поверхностей раздела в таких системах становится ощутимо лишь при высоких давлениях и не будет приниматься во внимание. [c.82]

Здесь возникают качественно новые особенности, которые не встречаются в двухкомпонентных системах. Начали появляться экспериментальные данные о фазовых равновесиях твердое— жидкость—пар для трехкомпонентных систем, что связано с проблемами транспортировки сжиженных газов. [c.218]

РАВНОВЕСИЕ ЖИДКОСТЬ—ПАР В ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ [c.175]

Обратимся теперь к совместному рассмотрению растворимости газа в жидкости и жидкости в газе как двух сторон равновесия в двухфазных двухкомпонентных системах. В общем случае уже около ста лет тому назад были установлены весьма общие законы [c.75]

Рис. УП-2. Диаграмма фазового равновесия двухкомпонентной системы, образованной из двух частично смешивающихся жидкостей.

Равновесие системы двух взаимно растворимых жидкостей и равновесие двухкомпонентной системы взаимно нерастворимых жидкостей были рассмотрены ранее. [c.73]

На приведенной ниже диаграмме показано равновесие пар—жидкость—жидкость в двухкомпонентной системе. [c.299]

Пример 7.16. Равновесие пар — жидкость — жидкость в двухкомпонентной системе [c.394]

Г-диаграмме линией. Индекс 1 соответствует преобладающей концентрации летучего компонента, индекс 2 — менее летучего (тяжелого). Состояния, отвечающие областям на р, Г-диаг-рамме, будем обозначать перечислением фаз, используя знак + . Например, дивариантное равновесие жидкость— пар двухкомпонентной системы обозначается как Ж + П. [c.209]

Во время простой (дифференциальной) дистилляции образующийся при кипении жидкости пар сразу удаляется и по возможности конденсируется. Ход такой дистилляции можно понять при помощи диаграммы равновесия двухкомпонентной системы (рис. 12-35). Над жидкостью состава С поднимается пар состава Р, который удаляется из куба. Так как этот пар богаче более летучим компонентом, то по мере удаления пара состав жидкости постепенно передвигается по кривой к точке Сь В дальнейшем ходе процесса жидкость продолжает изменять свой состав. В конечном результате получится жидкость состава С и смесь паров [c.628]

Работа 2. Исследование равновесия жидкость — жидкость в двухкомпонентной системе с ограниченной растворимостью жидкостей [c.165]

Перегонка — весьма удобный способ выделения и очистки продуктов реакции. Разделение смеси жидкостей перегонкой возможно тогда, когда образующийся при перегонке пар имеет другой состав по сравнению с жидкостью. Д. П. Коновалов установил законы, характеризующие соотношения между составами равновесных жидкостей и пара. Согласно первому закону Д. П. Коновалова повышение относительного содержания данного компонента в жидкой фазе всегда вызывает увеличение относительного содержания его в парах. При этом в двухкомпонентной системе пар (по сравнению с находящейся с ним в равновесии жидкостью) относительно богаче тем из компонентов, прибавление которого к системе повышает общее давление пара, т. е. понижает температуру кипения смеси при данном давлении. В качестве примера приведены кривые зависимости состава пара от состава жидкости для смеси бензол — толуол (рис. 34, а). [c.28]

Рассмотрим условия, при которых из двухкомпонентной жидкости выделяются твердые фазы. Учитывая, что давление постоянно, используем правило фаз в виде уравнения (VH.2). Если система состоит только из одной жидкой фазы, то С = = 2+1 — 1=2. Это означает, что в известных пределах можно произвольно изменять и температуру, и состав жидкости, оставляя систему однофазной. Таким образом, на диаграмме равновесия (в координатах состав — температура) однофазной двухкомпонентной системе соответствует плоскость. [c.131]

Рассмотрим двухкомпонентные системы, когда на кривой охлаждения имеется одна горизонтальная остановка. Из правила фаз следует, что если при постоянном давлении в системе из двух компонентов в равновесии находятся три фазы, то система не имеет ни одной степени свободы. Таким образом, горизонтальный участок на кривой охлаждения двухкомпонентной системы указывает на то, что при температурной остановке в равновесии находятся три фазы (две твердые и одна жидкая). Если кристаллизующаяся твердая фаза (твердый раствор, чистый компонент или определенное соединение) отличается по составу от существующей с ней жидкости, то при охлаждении жидкой фазы от начальной температуры в точке а до температуры начала кристаллизаци в точке Ь (кривая 3) кривая охлаждения плавно идет вниз. В момент появления твердой фазы, вследствие выделения теплоты кристаллизации, скорость охлаждения уменьшается. Поэтому на кривой охлаждения в точке Ь появляется излом, отвечающий температуре начала кристаллизации. При этом число степеней свободы уменьшается на единицу, система из дивариантной становится моновариантной. Если на протяжении всего процесса кристаллизации в равновесии с жидкой фазой находится только одна твердая фаза, то затвердевание заканчивается при температуре в точке с. Наблюдаемый при этой температуре второй излом на кривой охлаждения отвечает полному исчезновению жидкой фазы и, следовательно, приобретению одной степени свободы, система из моновариантной становится дивариантной. Однако если в конце кристаллизации появляется еще одна твердая фаза, кроме той, которая выделилась первично, то система теряет еще одну степень свободы и затвердевание заканчивается инвариантным равновесием, которому отвечает горизонтальный участок се (кривая 4). По окончании затвердевания система, состоящая из двух твердых фаз, имеет одну степень свободы, охлаждение ее идет по плавной кривой и заканчивается при температуре в точке й. [c.226]

Зависимость давления насыщенного пара от состава жидкого раствора. Уравнение Дюгема — Маргулеса. Закон Рауля установлен экспериментальным путем. Он справедлив только для идеальных систем. Однако термодинамическая теория указывает на то, что определенная зависимость между давлением пара и концентрацией должна существовать для любого раствора. Действительно, при постоянной температуре равновесие жидкость—пар в двухкомпонентной системе характеризуется одной степенью свободы (С = К + 1 — Ф = = 2 + 1 — 2), т. е. каждой произвольно заданной концентрации раствора будет отвечать строго определенное давление насыщенного пара. Эта зависимость находится из уравнения Гиббса—Дюгема (VII.35) [c.181]

Принцип соответствия. Каждому комплексу фаз, находящихся в данной системе в равновесии, соответствует на диаграмме определенный геометрический образ. Для пояснения этого принципа рассмотрим диаграмму двухкомпонентной системы эвтектического типа (см. рис. 55). Здесь жидкой фазе отвечает часть плоскости диаграммы, лежащая выше кривой А СВ, комплексу фаз из жидкости и твердого компонента А —часть плоскости аА С, комплексу фаз из жидкости и твердого компонента В — часть плоскости ЬВ С, эвтектическому комплексу, состоящему из жидкости, твердых веществ А и В — линия аЬ и т. д. [c.201]

Таким образом, горизонтальная остановка на кривой охлаждения двухкомпонентной системы указывает на то, что при этой температуре в равновесии находятся три фазы. Кроме того, если обе сосуществующие фазы двухкомпонентной системы, например жидкость и выпадающие из нее кристаллы, имеют один и тот же состав, то такая система ведет себя как инвариантная температуры начала и конца кристаллизации совпадают, что выражается горизонтальным участком на кривой охлаждения. [c.134]

При испарении бинарного раствора между жидкостью и паром устанавливается равновесие, представляющее собой частный случай равновесия в двухфазной двухкомпонентной системе. [c.262]

В случае образования в двухкомпонентной системе трех сосуществующих друг с другом фаз, как было сказано выше, число степеней свободы равно 1 / = 2 — 3 + 2=1. Это значит, что при Т или р = onst число степеней свободы становится равным нулю. Так как влияние давления на состояние равновесия в конденсированных фазах незначительно, то обычно рассматривают диаграммы состояния таких систем при закрепленном (часто атмосферном) давлении. Тогда f=2 — 3+1 = 0, т. е. температура сосуществования фаз и их состав однозначно определяется давлением. Рассмотрим графическое изображение равновесия твердое тело — жидкость в координатах температура плавления — состав. В тех случаях, когда компоненты (А и В на рис. V. 32) не образуют твердых растворов, добавки другого вещества понижают температуру плавления первого [см. разд. V. 7.2, формулу (V. 234)]. Поэтому в результате прибавления В к А или А к В температуры плавления смесей понижаются до тех пор, пока обе кривые не встретятся в точке s. [c.307]

Рассмотрим изменение концентраций компонентов в двухфазной двухкомпонентной системе жидкость — пар по мере пересечения поверхности разрыва пусть для определенности это будет раствор -какого-либо спирта, например гексилового (второй компонент), в воде (первый компонент), находящийся в равновесии с парами воды и спирта. На рис. И—1 схематически показано изменение концентрации воды С г) и спирта с 2) при переходе через поверхность разрыва. Вне поверхности разрыва концентрации компонентов практически постоянны, они равны для воды и спирта соответственно Сх и С2 в жидкой фазе, с" и Сг" в паре, причем из-за малой плотности паров и С-х С2". [c.44]

Вполне определенные условия, при которых три фазы могут находиться 1В равновесии при произвольном давлении, равном 1 атм, представлены точкой В. В случае рассматриваемой двухкомпонентной системы три фазы могут находиться в равновесии только тогда, когда в соответствии с правилом фаз будет лишь одна независимая переменная, а в рассматриваемом случае она уже использована, поскольку давление произвольно принято равным 1 атм. Совершенно очевидно, следовательно, что состав жидкости должен быть вполне определенным и именно таким, какой соответствует точке В, т. е. содержать 93 ат.% свинца состав двух твердых фаз также является вполне определенным, поскольку этими фазами должны быть чистый мышьяк и чистый свинец. Температура также должна быть определенной и равной 290 °С, что соответствует точке В. Эта точка называется эвтектической точкой, а соответствующий сплав — эвтектическим сплавом или просто эвтектикой. Слово эвтектика означает легко плавящийся , эвтектика имеет резко выраженную температуру плавления. При охлаждении жидкого сплава эвтектического состава он полностью кристаллизуется при достижении температуры 290 °С, образуя смесь очень мелких зерен чистого мышьяка и чистого свинца, характеризующуюся тонкой текстурой. При медленном нагревании этот сплав сразу плавится при достижении температуры 290 °С. [c.500]

Физико-химическое взаимодействие различных компонентов дымовых газов, по всей вероятности, в значительной степени влияет на процесс отпотевания низкотемпературных поверхностей нагрева. Этот процесс безусловно зависит от температуры и протекает в определенном интервале изменения ее от максимально возможной в данных условиях и до минимальной. Поэтому понятие температура точки росы , принятое для двухкомпонентной системы, состоящей из чистого газа и водяных паров, не точно отражает существо процесса. В связи с коррозионной активностью дымовых гаэоч правильней было бы говорить о предельной температуре, начиная с которой при ее понижении проявляются явления влажного или жидкостного характера, вызываемые конденсацией, а возможно и адсорбцией, и об интервале температур, в котором жидкость и дымовые газы могут находиться в состоянии равновесия. В зависимости от характера этого явления по-разному могут сказываться и вызываемые ими следствия и не обязательно во всех случаях при предельной температуре будут обнаруживаться коррозионные явления. Коррозионный процесс, вероятно, может начинаться и при другой температуре, приводящей к конденсации серной кислоты, солей или каких-либо других активных соединений в необходимом для начала коррозии количестве и соответствующей концентрации — такой температуре, при которой совокупность химических процессов приводит к усилению взаимодействия с металлом поверхностей нагрева. Это обстоятельство следует иметь в виду при анализе методов измерения температуры точки росы. [c.285]

Для трех приведенных выше уравнений первого порядка, определяющих величины Xj, 8 - и Т, граничные значения и У при г = оо являются известными, так как экспериментатор может свободно распоряжаться температурой и составом окружающей атмосферы. Индекс / всегда будет обозначать значения параметров при г = оо. Было предположено, что состав капли остается неизменным в процессе горения, поэтому составляющие каплю химические компоненты должны испаряться в пропорции, в которой они присутствовали в начальный момент, и следовательно, значения определяются начальным составом капли. Таким образом, в данной теории различие в скорости испарения компонентов не принимается во внимание. Хотя для некоторых двухкомпонентных топлив этот эффект наблюдается экспериментально, лишь в редких случаях имеется достаточно оснований для его учета при теоретическом анализе. Температура жидкости 7 определяется из условия фазового равновесия, как это сделано в пункте г 4 главы 3 в случае двухкомпонентной системы. Температура ТI слегка отличается от температуры кипения и определяется составом капли. Последним граничным условием является связь между величинами гjJ, выражающая требование о достижении химического равновесия при г —> оо. Из физических соображений следует, что этих условий достаточно для определения скорости горения т как собственного значения краевой задачи с условиями, заданными в двух точках. [c.311]

Разработать алгоритм, блок-схему и программу расчета изобарной диаграммы и кривой равновесия (рис. )для двухкомпонентной системы пар-жидкость, описываемой уравнениями [c.45]

Равновесие двухкомпонентных систем жидкость —жидкость можно моделировать при помощи всех перечисленных выше уравнений, за исключением уравнения Вильсона. ОЕСНЕМА рекомендует представлять равновесие в системе жидкость — жидкость посредством уравнений иЫ1риАС и ЫКТЬ при аи = 0,2, поскольку эти уравнения пригодны для описания многокомпонентных систем, по крайней мере в первом приближении, при наличии только лишь данных о бинарном взаимодействии. Использование уравнения иЫ1рилС может быть предпочтительным для смесей, компоненты которых значительно различаются по размерам. [c.9]

Определение параметров. При описании равновесий жидкость — жидкость в многокомпонентных системах в качестве уравнений общего характера можно рассматривать только уравнения Цубоки — Катаямы — Вильсона, поскольку лишь в них непосредственно используют данные о равновесии двухкомпонентных систем. Хотя в уравнение NRTL для трехкомпонентной [c.379]

На рис. 44 представлен тип диаграммы состояния двухкомпонентной системы А—В с эвтектикой (без бинарных химических соединений и твердых растворов). Рассмотрим путь кристаллизации расплава состава а. Прежде всего определим, что конечными фазами кристаллизации любого бинарного состава в этой системе будут компоненты А и В, а кристаллизация всех подобных составов будет заканчиваться при эвтектической температуре 4 в точке эвтектики. При понижении температуры от точки а до будет происходить только охлаждение расплава. При достижении температуры ликвидуса tb жидкая фаза (расплав) состава Ь окажется насыщенной по отношению к компоненту А (в области IKteE в равновесии с жидкостью находятся кристаллы А, что указывается на диаграмме соответствующим обозначением А + ж) и последний при дальнейшем охлаждении будет кристаллизоваться из расплава. Состав жидкой фазы будет изменяться при этом по кривой ликвидуса от точки Ь к точке Е (система моновариантна). При достижении эвтектической температуры 4 жидкость, отвечающая эвтектическому составу Е, кристаллизуется с одновременным выделением кристаллов А и В, поскольку точка Е принадлежит одновременно обеим кривым ликвидуса txE и t E) и, следовательно, жидкость состава Е насыщена по отношению к обоим компонентам. При этом пока не исчезнет вся жидкая фаза, температура 4 и состав (Е) жидкой фазы будут оставаться постоянными, поскольку система при этих параметрах инвариантна (температура при отводе от системы теплоты будет поддерживаться постоянной за счет выделения теплоты кристаллизации). Кристаллизация закончится в точке эвтектики Е. [c.223]

Состав а. При охлаждении расплава состава а до температуры tb, когда фигуративная точка достигнет бинодальной кривой Ь Ьф , исходная однородная жидкость разлагается на две жидкости, составы которых определяются концами конноды лежащими на ветвях этой кривой (точки и Ь ). На кривой Ь Ьф (кроме точек Ь и Ьв) в равновесии находятся две жидкие фазы и система моновариантна (/=2+1—2=1). При дальнейшем охлаждении системы составы этих двух жидкостей (без кристаллизации) изменяются по соответствующим ветвям бинодальной кривой (Ьз- Ьь b - bs). При достижении температуры соответствующей основанию bibs бинодальной кривой, начинается кристаллизация компонента А. Система при этой температуре становится инвариантной, так как здесь кроме двух жидкостей появляются кристаллы компонента А (/ = 2+1—3=0). Температура в дальнейшем не будет понижаться до тех пор, пока не исчезнет одна из фаз, в данном случае исчезает жидкая фаза состава Ь], более богатая компонентом А, выделяя кристаллы этого компонента, в результате чего остаются жидкая фаза состава bs и кристаллы А. При дальнейшем понижении температуры состав жидкости изменяется по кривой ликвидуса bsE и кристаллизация проходит обычно, как в двухкомпонентной системе с эвтектикой. Путь изменения состава жидкой фазы для состава ai можно схематически изобразить следующим образом [c.229]

Основные теоретические и экспериментальные работы посвящены применению правила фаз и исследованию гетерогенных равновесий в системах из одного, двух и трех компонентов. Термодинамически обосновал диаграммы состояния и классифицировал твердые растворы в различных двухкомпонентных системах. Установил (1899) два правила, связывающие равновесные составы твердого двухком-понептного раствора и сосуществующей с ним жидкости с температурой плавления твердой фазы [c.436]

МОНОТЁКТИКА (от греч. / vos — один и хг у,хо< — расплавленный), монотектическое превращение— реакция распада в двухкомпонентных системах жидкой фазы на твердую и жидкую иного состава. В ходе монотектической реакции из жидкой фазы при отводе тепла образуется твердая фаза Ид и жидкая фаза (рис.). Если давление постоянно, эта обратимая реакция протекает изотермически и осуществляется в сплавах, составы к-рых на диаграмме состояния лежат в пределах монотектической горизонтали аЬ. При охлаждении расплавов, составы которых определяются отрезком тЪ, мояо-тектической реакции предшествует распад однородной жидкости на жидкости Ж и Ж". Их состав описывается бинодальной кривой ткЬ. При монотектической температуре, соответствующей изотерме аЪ, в равновесии находятся жидкости состава точек т ж Ь (Ж и Ж ) и твердая фаза состава точки а (а ). В процессе кристаллизации из жидкого расплава состава точки т выделяются дендритообразные кристаллы твердой фазы а. При медленной (равновесно ) кристаллизации сплавов, составы к-рых лежат в интервале отрезка тЪ, происходит разделение жидкого расплава на два несмешивающихся слоя составов точек тя Ь, в каждом из к-рых дальнейшее затвердевание происходит обособленно. Ниже монотектической т-ры из жидкости Ж" происходит выделение фазы а с последующей кристаллизацией жидкости по эвтектическому (как изображено на рис.) или др. типу. В трехкомпонентной системе при постоянном давлении монотектическое равновесие устанавливается между дву- [c.15]

Вполне определенные условия, при которых три фазы могут находиться в равновесии при произвольном давлении, равном 1 атм, представлены точкой В. В случае рассматриваемой двухкомпонентной системы три фазы могут находиться в равновесии только тогда, когда в соответствии с правилом фаз будет лишь одна независимая переменная, а в рассматриваемом случае она уже использована, поскольку давление произвольно принято равным 1 атм. Совершенно очевидно, следовательно, что состав жидкости должен быть вполне определенным и именно таким, какой соответствует точке В, т. е. содержать 93 ат.% свинца состав двух твердых фаз также является вполне определенным, поскольку этими фазами должны быть [c.411]

Если равновесие двух фаз однокомпонентной системы (например, жидкости и ее насыщенного пара) определяется в согласии с (7.88) одной независимой переменной — или давлением или температурой,— то для двухкомпонентной системы такую ситуацию мы имеем только при равновесии трех фаз, а при двух фазах давление равновесия (например, давление насыщенного пара над раствором) определяется не только температурой, но и составом. [c.247]

Если в двухкомпонентной системе сосуществуют в равновесии три фазы, то такая система одновариантна, т. е. подобна, например, индивидуальной жидкости и ее насыщенному пару. Исключая в этом случае из трех уравнений (7.81) и d[X2, получаем гиббсовское обобщение уравнения Клапейрона — Клаузиуса [c.248]

Независимых факторов, влияющих на равновесие в двухкомпонентной системе, три температура I, давление Р и концентрация одного из компонентов в смеси с другим (концентрация второго компонента является величиной, зависящей от концентрации первого С-2 = 1 — С ). Следовательно, полностью такая система может быть представлена в пространственной диаграмме с тремя координатными осями (/, Р, С). Однако для систем жидкость — твердое вблизи температур плавления рассматривают равновесие при постоянном давлении. Также при постоянном давлении рассматривают фазовое равновесие в системе газ — жидкость, получая в обоих случаях диаграммы состав — температура, простейшие виды которых представлены на рис. 17 и 18. [c.76]