Диаграммы фазовые давление температура

Равновесия между различными фазами чистого вещества удобно представлять в виде фазовой диаграммы в координатах давление-температура. Отдельные участки фазовой диаграммы соответствуют условиям термодинамической устойчивости какой-либо одной фазы, эти участки разграничиваются кривыми, которые соответствуют областям равновесия между двумя фазами совокупность условий одновременного сосуществования трех фаз определяется точкой, где сходятся три кривые и которая называется тройной точкой. Согласно правилу фаз, для чистого вещества число / независимо изменяющихся параметров состояния, как, например, температура и давление, определяется соотношением / = 3 - р, где р-число имеющихся в наличии фаз. Принцип Ле Шателье предсказывает, что все кривые равновесий между двумя фазами должны иметь положительный тангенс угла наклона, за исключением межфазной кривой лед-вода (и еще нескольких веществ), отрицательный тангенс угла наклона которой обусловлен уменьшением объема льда при плавлении. Пользуясь фазовыми диаграммами, можно предсказать, ведет ли себя вещество при плавлении подобно воде либо сублимирует подобно твердому диоксиду углерода для этого требуется лишь знать, больше или меньше атмосферное давление, чем давление в тройной точке данного вешества. [c.148]

На рис. V. 48 приведены примеры обычных диаграмм фазового равновесия в системах, содержащих один и два бинарных азеотропа с минимумом температуры кипения и максимумом давления. На их проекциях хорошо видны лощины и хребты (штриховые линии), порождаемые на поверхностях температур кипения или давления бинарными азеотропами. При этом хребет на поверхности давлений соответствует впадине на поверхности температур кипения и, наоборот, впадина на поверхности давлений сопровождается наличием хребта на поверхности температур. Рис. V. 49 изображает фазовые равновесия в системе, имеющей тройной азеотроп с минимумом температуры кипения и максимумом давления пара. [c.325]

Рис. 108. Фрагмент фазовой диаграммы давление — температура при постоянном составе в критической области.

Рис. V. 9. Диаграммы фазовых равновесий с экстремумами (максимум давления ti минимум температуры)

Кроме диаграмм давление пара — состав используются диаграммы температура кипения раствора — состав. Такие диаграммы содержат зависимости температуры кипения раствора от состава жидкой и паровой фазы при постоянном внешнем давлении. Линии такой диаграммы тоже называются кривыми пара и жидкости и разделяют диаграмму на области, соответствующие различному фазовому состоянию системы. [c.191]

Система, состоящая из четыреххлористого углерода (С) и диоксана (О), имеет две эвтектические точки при 5,2 мол.% О и —24,7° С и при 49,5 мол.7о О и —20,2° С. Имеется одно бинарное соединение СгО с конгруентной точкой плавления —18,2° С. Температура плавления чистого С —22,7° С, температура плавления чистого О 11,8° С. Постройте фазовую диаграмму состав — температура этой системы, приняв, что твердые растворы не образуются [52]. Фазовая диаграмма давление — температура для углерода показана на рисунке [53] (I бар = = 0,987 атм). [c.88]

Х-2-9. Некоторое вещество существует в двух твердых модификациях а и р, а также в виде жидкости и пара. Под давлением 1 атм при низкой температуре а устойчивее, чем Р, а р при более высокой температуре переходит в жидкость а имеет плотность больше, а р меньше, чем жидкость. Метастабильного равновесия не наблюдается. Изобразите фазовую диаграмму давление — температура , указав значение каждой точки, линии и области. Включите в диаграмму каждую тройную точку, которая может наблюдаться. [c.95]

Фазовые состояния в системах типа сероводород—вода показаны на диаграмме давление—температура (рис. 16). Диаграмма в области, примыкающей к критической точке чистой воды, принципиально не отличается от диаграммы на рис. 7. [c.17]

В качестве экспериментально измеряемого свойства (функции состава) могут быть использованы температура фазовых превращений, твердость, электрическая проводимость, плотность, вязкость и т. п. Если функцией состава служит, например, температура фазовых превращений, то получающийся геометрический образ называется диаграммой состояния или фазовой диаграммой, поскольку измеряемое свойство является термодинамическим. Диаграммы, отражающие зависимость физических свойств (электрических, магнитных и пр.) от состава, которые не могут быть представлены в виде функции только давления, температуры и концентраций, называются диаграммами состав — свойство. [c.323]

Однако для практических целей одну переменную считают постоянной и строят диаграмму фаз в плоской системе координат. При этом можно получить следующие фазовые диаграммы давление—температура (состав постоянный), давление—состав (температура постоянная), температура—состав (давление постоянное). [c.549]

Большой интерес представляют сведения о фазовых равновесиях лантаноидов при высоких давлениях. На рис. 46 изображена диаграмма фазовых равновесий церия. С увеличением давления температура плавления церия падает, проходит через минимум и затем возрастает. Энтропия плавления при атмосферном давлении равна 5,10 Дж/К- моль. [c.187]

При изложении данной главы и в последующем будут использованы фазовые диаграммы давление—состав при постоянной температуре и давление—температура. Фазовые диаграммы требуют специального навыка для их чтения. Полезно напомнить, что кривые на диаграммах давление-состав двойных систем изображают изменение с давлением состава находящихся в равновесии фаз при данной температуре. Составы двух фаз, находящихся в равновесии при данном давлении, получают, соединяя точки кривых горизонтальными прямыми, соответствующими заданным давлениям. Кривые на р-Т диаграммах соответствуют состояниям, при которых давления меняются с температурой. Для чистого (однокомпонентного) вещества это состояния, в которых в равновесии находятся две фазы, например, жидкая и газовая (зависимость давления пара от температуры). Для двойных систем это состояния, в которых в равновесии находятся три фазы (например, твердая, жидкая и газовая) или две жидкие фазы и одна газовая и т. п. Для двойной системы критические точки жидкость—газ лежат на критической кривой. Все кривые на фазовых диаграммах температура-давление соответствуют состояниям, имеющим одну степень свободы. Состояния, которые для данной системы имеют нулевую степень свободы, изображаются точкой. Так, для чистого вещества нулевую степень свободы имеет критическая точка и состояния трехфазного равновесия (тройные точки). В двойной системе точками изображаются состояния, где в равновесии находится четыре фазы (квадрупольные точки) и где две фазы в критическом состоянии находятся в равновесии с третьей (некритической) фазой (ко- [c.6]

На диаграмме состояния воды (рис. 17) имеются три линии АО, ВО и СО, пересекающиеся в одной точке О и разделяющие всю диаграмму на три части. Кривая АО выражает зависимость давления насыщенного пара над льдом от температуры. Кривая ОВ показывает зависимость давления насыщенного пара над жидкой водой от температуры эту кривую можно характеризовать так же, как зависимость температуры кипения воды от давления. Кривая О В обрывается при ординате, соответствующей 374 °С, так как эта температура соответствует критической температуре воды, а при более высокой температуре жидкая вода уже не может существовать. Кривую ОС можно определить как зависимость температуры плавления льда (или замерзания жидкой воды) от давления. Она имеет небольшой наклон влево, т. е. с повышением давления температура плавления льда воды понижается. Такой ход кривой характерен для очень немногих веществ (вода, серебро, висмут). Это связано с тем, что при затвердевании объем их увеличивается. У большинства же веществ при затвердевании объем уменьшается и кривая ОС на фазовых диаграммах имеет наклон вправо. [c.54]

Давление сходимости данной бинарной системы при данной температуре определяется также по соответствующей траектории на фазовой диаграмме л = /(7 ) [14 17]. При этом, если в координатах давление— температура построены кривые давления паров компонентов бинарной смеси, то каждая кривая, соединяющая критические точки компонентов, представляет траекторию критических точек. [c.185]

Если на фазовой диаграмме в координатах давление — температура , кроме кривых давления пара компонентов бинарной смеси, нанесены кривые давления пара смесей разного состава, то критические точки компонентов соединяются кривыми 1 к 2 (рис. 11-15). [c.186]

Рис. II-15. Фазовая диаграмма давление — температура

Для фазовых диаграмм на рис. 8 и 9 прибавление воды к чистому неводному компоненту при давлении его пара р° приводит к уменьшению давления равновесия жидкость-газ. В начале изменения температуры возможно состояние, при котором добавление воды к неводному компоненту не будет изменять давление равновесия жидкость—газ (рис. 11, а), а при дальнейшем изменении температуры прибавления воды к чистому неводному компоненту произойдет повышение давления равновесия жидкость—газ (рис. 11,6). Это изменение сопровождается явлением азеотропизма — совпадением состава жидкости и газа в азеотропной точке А , в которой наблюдается экстремум давления. При дальнейшем изменении диаграмм с повышением температуры азеотропная точка будет перемещаться по направлению к трехфазному состоянию АЕН и в момент его достижения точки и Н совпадут (рис. 11, в). В дальнейшем состав газа (точка Н) будет ближе к составу водной жидкости (точка А), чем точка Е (неводная жидкость). Диаграмма системы приобретет вид рис. 10. Состав газовой фазы будет находиться между составами двух жидких фаз, а давление чистой неводной [c.14]

На рис. 5.14—5.16 приведены диаграммы фазового равновесия двухкомпонентных смесей СОг с этими газами. Из рисунков видно, что даже незначительное содержание указанных примесей в товарном реагенте существенно увеличивает давление насыщения жидкости (начало образования газовой фазы). Например, наличие 1 /о азота связано с ростом давления насыщения на, 0,9—1,1 МПа в диапазоне температуры — 0—20 °С. Содержание водорода приводят к еще более резкому росту давления [c.225]

Детально исследованы [24, 35] конструкция и расчет колонн для удаления окиси углерода абсорбцией жидким азотом. Поскольку разность температур кипения азота и окиси углерода равна всего 6 град, температурный градиент между верхом п низом колонны весьма невелик. Если пренебречь этой небольшой разностью температур и принять, что на каждую тарелку поступают равные объемы жидкости и пара (вследствие почти одинаковых скрытых теплот испарения азота и окиси углерода), то минимальное количество жидкого азота, необходимое для удаления окиси углерода, можно вычислить из диаграммы фазового равновесия для тройной системы окись углерода — водород — азот. Диаграмма, изображающая типичные рабочие условия в колоннах промышленных установок, представлена на рис. 14.10 [35]. В цитируемой работе [35] приводятся дополнительные диаграммы для температур—183 н —195° С и давлений 20, 26, [c.367]

На рис. 11.11 изображена объединенная диаграмма переходов между различными фазовыми состояниями воды в условиях равновесия. Три области диаграммы, соответствующие существованию воды в твердом, жидком и газообразном состояниях, разграничиваются тремя кривыми линиями, которые сходятся в общей точке t. Кривая V, разделяющая жидкое и газообразное состояния, определяет значения давления и температуры, при которых осуществляется кипение. Например, при давлении 1 атм температура кипения оказывается равной 100°С при более низких давлениях температура кипения соответственно понижается. В частности, можно наблюдать кипение воды при комнатной температуре, снизив давление над поверхностью воды до 0,03 атм. И наоборот, повышение давления приводит к возрастанию температуры кипения воды до тех пор, пока не будет достигнута так называемая критическая точка, соответствующая точке с на диаграмме. В этой точке давление равно 218,3 атм, а температура 374°С, причем граница между жидкой и паровой фазами воды становится неразличимой (табл. 11.3). Плотности жидкости и газа в критической точке также становятся одинаковыми. Вещество не может существовать в жидком состоянии при температурах выше критической температуры Т рт независимо от того, как велико давление. Критическим давлением называется минимальное давление, достаточное [c.195]

В этом разделе представлены типы обобщенных диаграмм фазовых равновесий как при низких, так и при высоких давлениях. Поиск общих закономерностей фазового поведения смесей в широком интервале температур и давлений связан с классификацией поверхностей равновесия в координатах р. Г, х. Обычно анализ этой трехмерной поверхности заменяют рассмотрением ее двумерных проекций. В этом случае для бинарных систем наиболее удобна (р, Г)-проекция, поскольку фазовые (р, х)- или (7, д )-диаграммы не отражают последовательности осуществления различных типов равновесий. [c.68]

Состояние равновесия однокомпонентной системы можно представить графически в виде диаграммы фазового состояния. При этом на диаграмме состояния каждому состоянию системы соответствует точка с определенными значениями температуры и давления. [c.9]

Фазовое равновесие при переходе из жидкого состояния в кристаллическое обычно характеризуется диаграммой давление — температура (рис. 39). Линия АВ характеризует равновесие между твердой фазой и жидкостью, линия АС — между паром и твердой фазой, линия АО — между паром и жидкостью. Переход влево через линию АВ соответствует кристаллизации, вправо — плавлению. [c.107]

Диаграмма фазового равновесия индивидуальных веществ изображается в координатах давление р — температура Т (рис. XV-9, а). Линия АВ соответствует равновесию между твердой фазой и жидкостью, AD —между паром и жидкостью, АС — между паром и твердой фазой. Переход через линию АВ влево соответствует кристаллизации, а вправо — плавлению. Линия АВ выражает зависимость температуры плавления вещества Т л от давления эта зависимость симбатна у большинства веществ (она не проявляется, например, у воды и висмута). [c.702]

В зависимости от условий вещ ество может находиться в одном из трех агрегатных состояний - твердом, жидком или газообразном. Эта зависимость отражается фазовой диаграммой, которую для чистых вещ еств изображают в координатах давление - температура и называют Р - Т-диаграммой. Диаграмма показывает, во-первых, каковы границы температуры и давления, в которых вещество находится в определенном агрегатном состоянии, т. е. в определенной фазе, и, во-вторых, значения температуры и давления, при которых сосуществуют две или три фазы, образуемые данным веществом. [c.72]

Зависимости между независимыми переменными могут быть изображены в плоских координатах в виде так называемых фазовых диаграмм. В расчетах по массопередаче используют диаграммы зависимости давления от концентрации (при t = onst), температуры от концентрации (при Р = onst) и диаграммы зависимости между равновесными концентрациями фаз, приведенные ниже. [c.386]

V f(P, Т). Если по трем координатным осям отложить давление, температуру и объем системы, то полученная пространственная диаграмма, называемая диаграммой состояния, дает графическое изображение зависимости между Р, Т и V. Однако построение таких пространственных диаграмм связано с определенными трудностями, и они мало удобны для практического применения. Для характеристики состояния однокомпонентной системы чаще используют плоскую диаграмму, представляющую собой проекцию пространственной диаграммы на плоскость Р — Т. Плоская диаграмма описывает состояния однокомпонентной системы и фазовые равновесия в ней при различных параметрах. В основе анализа диаграмм состояния, как показал Н. С. Курнаков, лежат два общих положения принцип непрерывности и принцип соответствия. Согласно принципу непрерывности при непрерывном изменении параметров, определяющих состояние системы, свойства отдельных фаз изменяются также непрерывно, свойства же всей системы в целом изменяются непрерывно лишь до тех пор, пока не меняется число или природа ее фаз. При исчезновении старых или появлении новых фаз свойства системы в целом изменяются скачкообразно. Согласно. принципу соответствия на диаграмме состояния при равновесии каждому комплексу фаз и каждой фазе в отдельности соответствует свой геометрический образ плоскость, линия, точка. Каждая фаза на такой диаграмме для одно-компонентной системы изображается плоскостью, представляющей собой совокупность так называемых фигуративных точек, изображающих состояния равновесной системы. Равновесия двух фаз на диаграмме состояния изображаются линиями пересечения плоскостей, а равновесие трех фаз — точкой пересечения этих линий, называемой тройной точкой. По диаграмме состояния можно установить число, химическую природу и границы существования фаз. Плоские диаграммы состояния, построенные в координатах Р — Т, не дают сведений о молярных объемах фаз и их изменениях при фазовых переходах. Для решения этих вопросов используются проекции пространственной диаграммы на плоскости Р V или Т V. [c.331]

Простое вещество X существует в трех твердых аллотропных модификациях 1, 2 и 3 соответственно. Вблизи тройной точки 1-2-3 52 > 5з > 51 И Пз > > У2 (5 — удельная энтропия, о — удельный объем). Начертите три линии, соответствующие двухфазному равновесию вблизи тройной точки 1-2-3, на диаграмме давление — температура , согласующиеся с приведенными данными. Обозначьте все линии и области. В соответствии с рядом условий, приведенных в этой задаче, простое вещество V существует в виде параУ, жидкости Ь, а в твердом состоянии — в трех аллотропных модификациях 1, 2 и 3. Закончите приведенную фазовую диаграмму и обозначьте все линии и области. Система имеет только три тройные точки 1-2-3(/), 2-3-У(2), 3-Ь-У(<3). На диаграмме показано их расположение. [c.94]

Кривая 2, изображающая зависимость температуры плавления от давления для воды, имеет отрицательную производную и показывает, что с повышением давления температура плавления снижается. Таким свойством обладает мало веществ (Н2О, В1), и оно обусловлено тем, что плотность твердой фазы этих веществ меньше, чем жидкой (лед плавает в воде). Правда, повышение давления понижает температуру плавления льда на очень небольшую величину. На этом свойстве льда основана возможность скольжения по нему на коньках, так как п1ероховатости льда плавятся под давлением конька, чем создается жидкая прослойка, резко снижа-Фазовая диаграмма водь, Щая коэффициент трения. [c.180]

Исходные данные. Плотность водных растворов аммиака [24] приведена на рис. 10.5. Упругость пара аммиака над водными растворами и фазовое разшовесие нар — жидкость для таких растворов при температуре кипения (под атмосферным давлением) показаны на рис. 10.6 и 10.7. Кислые компоненты, например H S, СОа и HGN, содержащиеся в некоторых промышленных газах, в частности в газах коксования углей, оказывают существенное влияние на давление пара аммиака над водными растворами, образующимися при процессах очистки. Диаграммы равновесного давления паров аммиака, HjS и Oj над водными растворами, содержащими любые два или все три перечисленных компонента, были приведены в гл. четвертой (рис. 4.1—4.4). Там же ука аны методы расчета, позволяющие расширить охваченный этими диаграммами интервал. Фазовые равновесия пар — [c.235]

Плавление твердого Не сопровождается рядом очень интересных особенностей, которые подробно описаны в обзорах В. П. Пешкова [58] и К- Мендельсона [57] (см. также [561 и [27]). На рис. 59 изображена диаграмма фазовых равновесий Не. При температуре 0,77 К и давлении 2,53 10 Па на кривой плавления Не наблюдается минимум. В этой точке производная йР1с1Т обращается в нуль. При температуре [c.227]

Трехкомпонентные эвтектические системы. При часто встречающейся в практических условиях необходимости выделять оба компонента бинарной смеси в чистом состоянии приходится прибегать к более сложному процессу, названному экстрактивной кристаллизацией . Экстрактивная кристаллизация позволяет выделить из бинарной эвтектической системы оба компонента в виде чистых продуктов в результате изменения фазового состояния твердое — жидкость путем добавки третьего компонента [8, 79 ]. Диаграммы фазового состояния для трехкомпонентных систем удобнее всего изображать в виде равностороннего треугольника, строящегося в условиях постоянного давления. Влияние температуры можно показать введением четвертой координаты, в результате чего плоская диаграмма приобретает форму тетраэдра. Вследствие неудобства объемных диаграмм для практического использования влияние температуры изображают в виде проекции на основание тетраэдра, получая таким образом плоскую диаграмму. На рис. 3 представлена такая диаграмма для системы метаксилол — нараксилол—н-гентан. [c.55]

Тип IV. Системы, относящиеся к этому типу, отличаются особенно сложным фазовым поведением (рис. II 1.25). Критическая кривая, начинающаяся в критической точке менее летучего компонента С2, заканчивается в нижней конечной критической точке Се на трехфазной линии. Таким образом, в начале это критическая кривая равновесия жидкость—газ, затем, меняя непрерывно свой характер, она становится критической кривой равновесия жидкость—жидкость. Линия трехфазных равновесий Се — Се обычно очень коротка. Верхняя конечная критическая точка Се связана небольшой критической кривой с критической точкой первого компонента Q. В низкотемпературной области есть еще одна трехфазная линия, заканчивающаяся верхней конечной критической точкой Се,. В этой точке начинается третья критическая линия Се, — Сщу которая продолжается в область высоких давлений до границы, отвечающей критическому жидкому раствору в равновесии с твердой фазой. Более ясное представление о фазовом поведении типа IV можно получить, рассматривая (р, х)-диаграммы при различных температурах (рис. III.25, б). При [c.75]

Представленные на рис. 11.17 диаграммы фазового равновесия являются изотермами-изобарами, т.е. относятся к конкретным температуре и давлению. При повышении температуры летучесть абсорбента увеличивается, и кривая ОС смещается вправо. Растворимость газа-носителя в абсорбенте при возрастании температуры понижается, и, следовательно, кривая РЕ также смещается вправо. Соответственно, при понижении температуры кривые ОС и РЕ смещаются влево, и при некоторой температуре /щ, кривая ОС совпадает со стороной ГН—ПК тре-угольнша лет честь абсорбента в этом сл чае прекебреж11Мо мала, т.е. его можно считать практически нелетучим. С ростом полного давления р в системе летучесть абсорбента >тиеньщается. Поэтому при увеличении р линия ОС приближается к стороне ГН— ПК треугольника при этом линия РЕ также смещается влево, так как растворимость ГН в абсорбенте (точга Р) и ПК в абсорбенте (точка Е) увеличиваются при повышении давления. [c.928]

Фазовая диаграмма описывает влияние температуры, давления и состава на вид и число фаз, которые могут сосуществовать. Число фаз определяется согласно правилу фаз Гиббса рядом переменных (разд. 5.2). Вид фаз, которые могут сосуществовать в каких-то конкретных условиях, зависит от химической природы компонентов. Графическое представление фазового равновесия более удобно, чем составление числовых таблиц, поскольку позволяет охватить взаимные связи между всеми переменными, провести интерполяцию или экстраполяцию. Использование нескольких видов диаграмм полезно потому, что позволяет подчеркнуть зависимость от нескольких переменных. Проще всего строить двухкоординатные диаграммы, но они, конечно, ограничены изменением только двух переменных. Для того чтобы показать влияние других переменных, необходимо построить серию таких диаграмм при постоянных значениях одной или более переменных, например в виде изобар, изотерм или изоплет (исходная смесь постоянного состава). Во многих случаях целесообразно пользоваться пространственными трехмерными фазовыми диаграммами. Известным исследователем Рузебу-мом [138] — пионером систематизации данных по фазовым равновесиям — построено несколько пространственных моделей диаграмм. Прекрасные стереоскопические диаграммы (восемьдесят образцов) сделаны Хамасом и Палом [132]. [c.250]

В зависимости от температуры и давления вода может находиться в виде трех агрегатных состояний лед, вода, пар. Объемная диаграмма фазового состояния для однокомпонент- [c.7]

Рис. 13. Диаграмма фазового состояния состав — температура для двух взаимонерастворимых компонентов при постоянном давлении (Р=сопз1) А и В — химические компоненты системы, t — температура

Рис, 14. Диаграмма фазового состояния для двух взаимораство-римых компонентов при постоянном давлении А и В — химические компоненты системы, / — температура [c.67]

КолйттеШ венкБГй э ф1ф ёкТ"изменения температуры, давления, концентрации реагентов при взаимодействии жидкостей и газов определяют, пользуясь диаграммами фазового состояния. Так, например, для расчета процессов дистилляции и ректификации пользуются диаграммами температура кипения — состав, по которым можно определить равновеаные составы жидкости и пара при любой температуре и проследить ход процессов испарения или конденсации. Примеры таких диаграмм даны в главах IV, [c.128]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология