Фазовое равновесие фаза идеального газа

Таким образом, составы равновесных фаз двухфазных многокомпонентных смесей определяют по уравнениям фазового равновесия (1У.З), в котором константы фазового равновесия /Сг идеального газа и идеального раствора (систем, подчиняющихся законам Рауля и Дальтона) определяются уравнением (1У.4), а реальных растворов — уравнением (1У.6). [c.69]

Величина пс предполагается положительной и ее значение определяется константой фазового равновесия (закон Генри). Раствор газа в воде существует совместно с находящимся над водой паром, при этом содержание газа в растворе зависит от природы газа, давления, температуры и состава газовой фазы. В состоянии равновесия между концентрациями газа в обеих фазах устанавливается соотношение, которое характеризуется константой фазового равновесия, равной отношению концентраций газа в газовой и жидкой фазах. Для идеальных растворов константа фазового равновесия зависит только от температуры, увеличиваясь с ее повышением при этом растворимость газа уменьшается. На рис. 4.1 приведены температурные зависимости константы фазового равновесия для различных газов. [c.135]

Давление пара над неидеальными растворами. Считая, по-прежнему, паровую фазу идеальным газом, запишем условие фазового равновесия (289) между компонентами в неидеальном растворе и паровой фазой, использовав для химического потенциала компонента [c.207]

При термодинамической обработке данных о фазовом равновесии расхождение опытных и расчетных значений концентраций может быть обусловлено не только погрешностью эксперимента, но и неидеальностью паровой фазы. Последнее особенно суш ественно при высоких давлениях. Неидеальность паровой фазы чаще всего учитывается путем введения поправки к коэффициенту активности в предположении, что пар подчиняется законам идеальных газов. Если для описания зависимости объема газовой смеси от температуры, давления и состава воспользоваться уравнением состояния со вторым вириальным коэффициентом, то для расчета коэффициента активности компонента в бинарной смеси можно получить формулу [8] [c.75]

Для вывода условий фазового равновесия ( 88) и правила фаз ( 89) мы для области невысоких давлений пара пользовались сопоставлением давления насыщенного пара данного компонента над разными фазами. Это свойство тоже характеризует способность его к выходу из данной фазы. Однако такой путь рассуждений является достаточным только для области невысоких давлений пара, когда к парам применимы законы идеальных газов и, следовательно, применимо ур. (VIH, 16). В общем же случае вместо давления следовало бы сопоставлять фугитивность насыщенного пара или, что является более общим, сопоставлять химические потенциалы. Можно показать, что для общего случая условием равновесия для всех фазовых переходов в любой гетерогенной системе является следующее [c.258]

Если реальный раствор близок по свойствам к идеальному, то при низких давлениях к нему приложимо уравнение (8.5) Рауля — Дальтона, действительное для идеальных систем, т. е. систем, жидкая и паровая фазы которых являются идеальными. С повышением давления паровая фаза реальной системы начинает заметно отклоняться от законов идеальных газов. Поэтому значение константы фазового равновесия К, определяемое как соотношение мольных концентраций данного компонента в паре и жидкости, т. е. [c.257]

При наличии фазового равновесия зиачения химических потенциалов Цл и цв в конденсированной фазе можно найти с учетом того обстоятельства, что они равны потенциалам соответствующих компонентов в газовой фазе. Считая газовую фазу смесью, идеальных газов, имеем [c.215]

Здесь АЯф — теплота фазового превращения, т. е. разность молярных энтальпий вещества в различных агрегатных состояниях, ДУ — разность молярных объемов равновесных фаз, АНф/Т— энтропия фазового превращения. Если использовать это уравнение для равновесия жидкость — пар, то можно пренебречь молярным объемом жидкости по сравнению с молярным объемом пара и при не слишком больших давлениях считать АУ как объем газовой фазы, вычисленный с помощью законов идеальных газов [c.275]

Константу фазового равновесия, определяемую по уравнению (11.86), обычно называют идеальной константой фазового равновесия. Летучесть чистого компонента в жидкой фазе определяют при температуре раствора и давлении насыщенных паров данного компонента при данной температуре, а летучесть чистого компонента в паровой фазе Т — при давлении и температуре системы. Это находится в полном соответствии с уравнением (11.78) для систем, у которых паровая фаза подчиняется законам идеальных газов, а жидкая — законам идеальных растворов. Таким образом, для определения констант фазового равновесия компонентов смеси, паровая и жидкая фазы которых могут быть приняты за идеальный раствор, нужно уметь определить летучесть компонентов через экспериментально измеряемые [c.44]

При этом будут рассмотрены лишь те вопросы, которые имеют отношение к теории горения. В 2 будут сформулированы общие законы термодинамики, в 3 изложены основные положения статистической механики идеальных газов. В 4 устанавливаются условия химического равновесия при фазовых переходах и химических реакциях в газах (реальных и идеальных) и в конденсированных фазах (реальных и идеальных). В этом же параграфе указаны методы расчета состава равновесных смесей. В 5 вводится понятие о теплоте реакции и описаны методы определения этой величины, а также обсуждается расчет адиабатической температуры пламени. В последнем параграфе ( 6), посвященном конденсированным системам, выводится правило фаз и обсуждаются зависимости давления пара и точки кипения от концентрации, также осмотическое давление и другие вопросы, [c.434]

Теперь, когда мы познакомились с фазовыми равновесиями на примере однокомпонентных систем, рассмотрим условия существования фаз в системах, содержащих два или большее число компонентов. Мы начнем с идеальных бинарных жидких растворов и увидим, что процесс смешения в этом случае характеризуется теми же термодинамическими величинами, что и образование смеси идеальных газов. Здесь выводится уравнение для понижения давления пара, вызванного присутствием нелетучего растворенного вещества в идеальном растворе, и обсуждается возникновение осмотического давления. Затем рассматриваются неидеальные растворы и подробно описываются расчеты коэффициентов активности. [c.107]

Чаще всего при термодинамической обработке данных о фазовом равновесии неидеальность паровой фазы учитывается путем введения поправок к значениям коэффициентов активности компонентов конденсированной фазы, вычисленным в предположении, что пар является идеальным газом. Метод вычисления этих поправок был предложен Скетчардом и Раймондом [24]. [c.147]

Выше было показано, что, используя термодинамические закономерности, можно решить многие практически важные задачи, связанные с онределением условий фазового равновесия в системах с газовой или паровой фазой. Такая возможность обусловливается тем, что во многих случаях можно считать газовую или паровую фазу подчиняющейся законам идеальных газов. Благоприятной особенностью систем типа конденсированная фаза — пар является возможность получения для них опытных данных о равновесии при постоянной температуре. Это облегчает использование термодинамических закономерностей, поскольку исключает необходимость учета изменения термодинамических свойств компонентов и системы в целом с изменением температуры. [c.382]

Летучесть (фугитивность) - термодинамическая функция, используемая вместо парциального давления идеального газа в уравнениях для описания свойств реальных газов и их смесей. Количественно характеризует способность вещества к выходу из жидкости в данных термобарических условиях (отсюда название летучесть ). Летучестью в химической технологии пользуются при расчетах состава равновесных паровой и жидкой фаз и констант фазового равновесия. [c.115]

В ракетной технике иногда бывает целесообразно использовать один и тот же газ из сосуда высокого давления для одновременного передавливания жидкого кислорода и жидкого топлива. Идеальным газом для этой цели является гелий, который не реагирует с кислородом и топливом и благодаря низкой температуре кипения не конденсируется на поверхности жидкого кислорода. Однако для передавливания часто приходится использовать азот, поскольку количество гелия ограничено. Азот частично конденсируется в жидком кислороде, особенно при сравнительно высоких давлениях, применяемых в ракетных снарядах. При установлении фазового равновесия между жидким кислородом и азотом часть кислорода испаряется в газовую фазу, богатую азотом. Оба эти фактора отрицательно влияют на характеристики снарядов. Для получения лучших результатов необходимо использовать гелий. [c.281]

Аналитическая газовая хроматография развивалась в основном в направлении выбора наиболее подходящей неподвижной фазы и использования новых и усовершенствованных детекторов с высокой чувствительностью. Элюенту же отводилась второстепенная роль транспортирующей среды, в которой осуществляются диффузионные процессы и которая пассивна при регулировании фазового равновесия сорбата. Этим, в частности, обусловлены ограничения метода по летучести анализируемых веществ. Действительно, если концентрация Сг в уравнении (1) выражена числом молей сорбата в 1 газа, то в соответствии с законами идеальных газов [c.6]

При давлениях, обусловливающих значительные отклонения поведения подвижной фазы от идеальности, использование вириального уравнения состояния (1.3), а следовательно и соотношений (1.6), (1.8), (1.9), (1.11), становится нецелесообразным. Строгая теория, описывающая фазовые равновесия в хроматографической системе при высоких давлениях элюента, в литературе отсутствует. Нестрогий, но весьма общий подход для оценки растворяющей способности неидеальных элюентов, позволяющий оценить роль неподвижной и подвижной фаз в процессе распределения сорбата, предложил Гиддингс с сотр. 114—16]. Сущность его заключается в предположении, что растворяющая способность сжатых газов может быть оценена аналогично растворяющей способности жидкостей с помощью параметра растворимости Гильдебранда O, соответствующим образом модифицированного для этой цели. [c.16]

Для исследования фазового равновесия системы кислород— аргон авторы применили так называемый лейденский метод, в основе которого лежит измерение температуры и давления в конце конденсации смеси определенного состава. Состав равновесного пара вычисляется затем аналитически. В результате исследований были построены диаграммы Т—х—t/ для трех давлений 1,0 1,43 и 2,0 ата и составлены таблицы равновесных фаз для трех изотерм 87 90 и 95° К. Эти данные, несмотря на имевшие место погрешности (возможное наличие примеси азота в смеси, а также применение по отношению к паровой фазе зависимостей идеального газа) и сравнительно узкий диапазон давлений, до последнего времени служили основой при расчете аргонных колонн. [c.16]

Полученное уравнение показывает, что константа фазового равновесия равна отношению давления насыщенных паров каждого компонента при данной температуре к общему давлению системы. Однако константа фазового равновесия, вычисленная подобным методом, не дает действительной картины распределения ацетилена между газовой и жидкой фазами, потому что указанный метод был выведен на основе законов идеальных газов и растворов, тогда как в случае выделения ацетилена из пирогазов ни газовая смесь, ни растворы не являются идеальными [59]. [c.112]

Поведение смесей реальных растворов и, в частности, компонентов природных и нефтяных газов при низких температурах или высоких давлениях существенным образом зависит от межмолекулярных сил взаимодействия и объема молекул и поэтому фазовое равновесие этих систем не описывается законами Рауля и Дальтона для идеальных растворов. В то же время для сохранения естественной простоты термодинамических соотношений идеальных растворов, условия термодинамического равновесия в реальных растворах определяют равенством приведенных парциальных давлений компонентов смеси или парциальных фугитивностей компонентов в обеих фазах [c.68]

Обычно в качестве стандартного состояния элемента (простого вещества) выбирается такое состояние, при котором данный элемент устойчив при 1 атм. Выбор стандартного состояния для шести из рассматриваемых здесь девяти элементов очевиден — углерод в виде графита, водород, кислород, азот, фтор и хлор в состоянии идеального двухатомного газа при 1 атм во всем интервале температур от 298 до 1000° К. Бром, иод и сера стабильны в конденсированных фазах при 1 атм в интервале температур от 298° К до точек кипения этих элементов. Поэтому мы приняли в качестве стандартных состояний эти конденсированные фазы до нормальных точек кипения, а выше этих температур — состояния идеального двухатомного газа. Необходимо отметить, что это обусловливает при температурах фазовых переходов разрыв непрерывности изменения энтальпии образования всех соединений, в состав которых входят данные элементы. В случае серы наблюдается также небольшой разрыв непрерывности изменения энергии Гиббса для процессов образования, поскольку пар, находящийся в равновесии с жидкой серой при температуре кипения, представляет собой сложную смесь многоатомных молекул (х=к, 6, 8, причем возможны и другие значения). Испарение с образованием молекул За при 1 атм и 717,75° К не является равновесным процессом и, следовательно, связано с изменением энергии Гиббса. [c.228]

Нарисуйте приближенную фазовую диаграмму равновесия твердое вещество-жидкость-пар для ртути. Правильно укажите наклоны каждой кривой, положение критической точки и по крайней мере приближенно-место расположения тройной точки относительно 298 К и давления 1 атм. Плотность жидкой ртути равна 13,6 г см Вьиислите молярный объем жидкой и парообразной ртути при 298 К, считая, что парообразная ртуть обладает свойствами идеального газа, и сравните полученные значения объемов с молярным объемом текучей фазы в критической точке, приведенным в табл. 18-2. К чему ближе молярный объем ртути в критической точке-к молярному объему паровой или жидкой фазы ртути при 298 К [c.153]

Многообразие вариантов расчета фазового равновесия обусловлено значительным различием свойств разделяемой смеси. Это различие находит отражение в алгоритмах расчета фазового равновесия. Применительно к массообменным процессам в настоящее время накоплен достаточный опыт по расчету равновесия в идеальных и неидеальных системах, однако применение точных моделей часто обусловлено отсутствием экспериментальных данных для оценки параметров корреляционных зависимостей тина уравнений Вильсона и НРТЛ для учета неидеальности жидкой фазы или вириального уравнения для оценки неидеальности паровой фазы. Отсутствие данных приводит к тому, что при расчетах принимаются упрощающие допущения, оценка которых даже не всегда возможна. К распространенным допущениям относительно расчета фазового равновесия относятся паровая (газовая) фаза подчиняется законам идеальных газов, что позволяет отказаться от учета неидеальности и обычно принимается для систем в диапазоне умеренных давлений жидкая фаза подчиняется законам идеальных растворов, что позволяет отказаться от учета неидеальности и определять константы равновесия через давление паров чистых компонентов (это допущение обычно принимается при определении равновесия систем, состоящих из компонентов с близкими свойствами, например членов [c.315]

При расчетах состава равновесных паровой и жидкой фаз и числовых значений констант фазового равновесия пользуются фугитивностью-Фугитивность (летучесть, исправленное давление ) —это давление реального газа, свойства которого выражены уравнением состояния идеального газа. Подобно тому как давление пара представляет собой меру рассеиваемости применительно к идеальной системе, фугитивность представляет собой меру рассеиваемости применительно к реальной системе. Фугитивность — размерная величина и измеряется, как и давление, в Па. [c.117]

Смещение равновесия при фазовых равновесиях. Связь между параметрами, характеризующими равновесное состояние однокомпонентной двухфазной равновесной системы, выражается уравнением Клаузиуса—Клапейрона (111,6). Рассмотрим влияние температуры и внешнего давления на смещение равновесия систем Ж Г и Т Г (где Т, Ж, Г — соответственно твердая, жидкая и газообразная фазы). Если газообразная фаза подчиняется законам идеальных газов, то влияние температуры на давление насыщенного пара при постоянном внешнем давлении определяется уравнением (111,8), которое приводит к следующим выводам. [c.109]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология