Жидкость пар равновесие в однокомпонентных система

Насыщенным называется пар, находящийся в равновесии (сосуществующий) с жидкостью. Для однокомпонентных систем условия равновесного сосуществования паровой и жидкой фаз определяются температурой и давлением. Между этими параметрами при равновесии существует взаимно однозначное соответствие чем выше температура системы, тем выше давление, при котором находится данная равновесная система. [c.53]

Равновесие любой системы, гомогенной или гетерогенной, зависит от условий ее существования — температуры, давления, концентрации компонентов, наличия различных полей и др. Число условий, которые можно менять (в определенных пределах) без изменения числа и вида фаз в системе, называется числом степеней свободы системы. Жидкая вода и водяной пар могут находиться в равновесии при некоторых различных температурах и давлениях, но каждой температуре отвечает строго определенное давление и, наоборот, каждому давлению водяного пара соответствует строго определенная температура. Следовательно, равновесная однокомпонентная система жидкость — газ имеет одну степень свободы. [c.15]

Для проверки экспериментальных данных о равновесии в однокомпонентных системах типа жидкость — пар или твердое тело — газ часто интегрированное уравнение Клаузиуса — Клапейрона применяется в несколько иной форме. Для этого от выражений (IV. 136) и (IV. 137) берется неопределенный интеграл [c.218]

Необходимы некоторые пояснения к структуре книги, поскольку в ней нет достаточного соответствия между значением тех проблем, которым посвящены отдельные главы, и объемом глав. При распределении объема между ними авторы стремились обеспечить возможность для более подробного изложения тех вопросов, которые в наименьшей степени освещены в нашей литературе. Так, очень коротка гл. И, и это обусловлено тем, что равновесия в однокомпонентных системах, свойства индивидуальных газов и жидкостей, методы их расчета с большой полнотой изложены в монографии Р. Рида, Дж. Праусница и Т. Шервуда Свойства газов и жидкостей (Л. Химия, 1982 г.). [c.3]

Ячеечные решеточные теории [324, 337] позволяют преодолеть указанный недостаток и приводят к уравнениям состояния, применимым для описания жидкой фазы в однокомпонентных системах и в смесях веществ. Еще большими возможностями обладают дырочные модели, то есть модели, допускающие наличие незанятых мест решетки. В отличие от ячеечных, дырочные модели применимы и для жидкой и для газовой фаз, благодаря чему наиболее удобны для расчетов равновесия жидкость—пар, в частности, при повышенных давлениях, где существенна неидеальность пара. [c.300]

Уравнение (1,35) представляет собой обобщенное дифференциальное уравнение Ван-дер-Ваальса, выведенное А. В. Сторон-киным [3]. Это уравнение является одной из наиболее развернутых форм условий равновесия между жидкостью и паром. Место уравнения (1,35) в ряду других соотношений поясняют следующие частные случаи. В однокомпонентных системах концентрационные члены в уравнении (1,35) отсутствуют и оно превращается в уравнение Клаузиуса [c.16]

Однокомпонентные системы будут моновариантными при наличии одной из следующих пар, находящихся в равновесии фаз 1) жидкость — пар 2) твердая фаза — пар 3) жидкость — твердая фаза 4) две различные твердые фазы (две модификации). [c.13]

Системы жидкость—твердое. Равновесие однокомпонентной системы обычно изображают в координатах давление (Р) — температура (Т), как это показано на рис. 1Х-8. Здесь линии АВ, АС и АО разделяют поле диаграммы на три области, соответствующие твердому, жидкому и парообразному состояниям. Переход через линию АВ влево соответствует кристаллизации (отверждению) вещества, а вправо — его плавлению. Линия А В выражает зависимость температуры плавления от давления. За небольшим исключением (например, вода, висмут), температура плавления веществ возрастает с увеличением давления. Переход через линию АС влево отвечает кристаллизации из паровой фазы (десублимация), а вправо — испарению (сублимация) твердой фазы. В точке, соответствующей определенным значениям Р и Т для каждого вещества, сосуществуют все три фазы. [c.436]

РАВНОВЕСИЕ МЕЖДУ ТВЕРДОЙ ФАЗОЙ И ЖИДКОСТЬЮ В ОДНОКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЕ [c.60]

Из двухфазных равновесий однокомпонентной системы только равновесие жидкость — пар заканчивается в критической фазе. Кривая возгонки и кривая плавления не имеют критических точек как кривые сосуществования кристаллической и флюидной (жидкой, газообразной) фаз. [c.130]

Рис. 1.1. Диаграмма состояний кристалл-жидкость-газ однокомпонентной системы С — критическая точка равновесия жидкость-газ, А — тройная точка. Штриховые участки кривых равновесия — продолжение за тройную

То, что фазовые реакции в принципе возможны, видно на примере равновесия жидкость — пар в однокомпонентной системе. При постоянных Т а Р можно за счет подвода или отвода теплоты при одновременном изменении объема перевести любое количество жидкости в пар и пара в жидкость. То, что фазовые реакции возможны не при любых условиях, показано ка рис. 16, представляющем равновесное испарение бинарной системы при Р=сопз1, т. е. диаграмму кипения. В этом случае компонент 2 в жидкости всегда обладает более высокой концентрацией, чем в сосу- [c.146]

На диаграмме состояний однокомпонентной системы существует лишь одна рфитиче-ская точка, в бинарных системах существуют линии критических точек (критические кривые), при этом возможны критические точки равновесия жидкость - газ, двух жидких фаз, дв)- газовых или твердых фаз. Переход системы из однофазного состояния в двухфазное вне критической точки, и изменение состояния в самой критической точке существенно различаются В первом случае при расслаивании на две фазы переход начинается с появления небольшого количества (зародыша) второй фазы, свойства которой отличаются от свойств первой фазы, что сопровождается выделением или поглощением теплоты ФП. Поскольку возникновение зародышей приводит к появлению поверхности раздела фаз и поверхностной энергии, цля его рождения требуется определенная энергия. Это означает, что такой переход (1-го рола) может начаться лишь при некотором переохлаждении (перегреве) вещества, способствующем появлению устойчивых зародышей новой фазы. [c.21]

Здесь Ф — число фаз, К —число компонентов, т. е. различных, по химическому составу веществ, С — число степеней свободы,, т. е. число интенсивных термодинамических параметров, которые могут меняться в системе при условии, что число фаз остается неизменным. В качестве приме ра рассмотрим однокомпонентную систему, К=1. Если имеется лищь одна фаза, то, согласно уравнению (352), число степеней свободы равно 2. Это может быть температура и давление либо жидкости, либо газа либо твердой фазы. При равновесии двух фаз С = 1. Если, например, задано давление пара, то температура кипения есть функция давления пара. Если одновременно сосуществуют три фазы (тройная точка), то С = 0. Следовательно, тройная точка одного вещества характеризуется единственным набором значений темпвратур,ы и давления. В четверной же точке (четыре фазы) для однокомпонентной системы число степеней свободы было бы равно —1, следовательно, равновесие четырех фаз в такой системе невозможно. Для серы, например, не существует состояния, при котором одновременно находились бы в равновесии две твердые фазы (ромбическая и моноклинная сера) — жидкость и пар. Четверная точка наблюдается только на диаграммах состояния двухкомпонентных систем. [c.278]

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]

Хорошо известно, что удельный объем паровой фазы больше удельных объемов как жидкой, так и твердой фаз. Что касается соотношения удельных объемов твердой и жидкой фаз, то возможны два случая удельный объем жидкости больше удельного объема твердой фазы, и наоборот. В соответствии с этим возможны следующие два соотношения удельных объемов трех фаз однокомпонентной системы, находящихся в равновесии [c.267]

В главе IV была рассмотрена диаграмма состояния однокомпонентной системы в координатах Т, р. На рисунке 30 воспроизведена эта диаграмма для чистого растворителя. Точка О — это тройная точка линии ОА, ОВ, ОС — это соответственно линии равновесия твердое — пар, жидкость — пар, твердое — жидкость. Пусть в точке Е давление равно 0,1 МПа. Следовательно, в точке ) растворитель кипит, а в точке Е затвердевает. Вследствие очень большой крутизны линии ОС температура затвердевания практически совпадает с температурой тройной точки. [c.150]

Фазовые равновесия лучше всего представлять в виде диаграмм. На рис. VH.1 представлена такая диаграмма для простейшей однокомпонентной системы (вода). Ниже линий АО и ОВ, т. е. при низких давлениях и высоких температурах, раположена область пара, между линиями ОВиОС — область жидкости и между [c.126]

Так как для однокомпонентной системы К=, то Ф = 3. Из этого следует, что ни одно индивидуальное вещество не может образовать системы из более чем трех равновесных фаз и что существует только одно сочетание значений температуры и давления, при котором три фазы однокомпонентной системы— кристалл, жидкость и газ — могут находиться в равновесии. Условие равновесия трех фаз системы характеризуется так называемой тройной точкой. [c.20]

Условие равновесного сосуществования двух фаз в однокомпонентной системе (кипящая жидкость и насыщенный пар, плавящееся кристаллическое тело и отвердевающая жидкость, сублимируемое кристаллическое тело и находящийся с ним в равновесии пар, смесь двух изоморфных модификаций) выражается уравнением Клапейрона — Клаузиуса [c.113]

Полиморфные превращения. Число равновесий в однокомпонентной системе увеличивается, если данное вещество способно существовать в различных кристаллических формах (модификациях). Явление полиморфизма распространено как среди неорганических, так и оргаиических веществ. Кристаллы полиморфных модификаций вещества отличаются физическими свойствами, поэтому каждая модификация представляет собой отдельную твердую фазу. Согласно (Х.Ю) две полиморфные модификации могут существовать в равновесии только с паром или с жидкостью, по не обе вместе. Поэтому на диаграмме состояния вещества появляются две новые тройные точки модификация 1 — модификация 2 — пар и модификация 1 — модификация 2 — жидкость. Кроме того, имеются дополнительные кривые для двухфазных моновариантных равновесий с участием фаз / и 2. [c.164]

Из этого соотношения следует, что число сосуществующих в равновесии фаз не может быть больи е трех, так как число степеней свободы не может быть меньше нуля. В свою очередь число независимых переменных не может быть больше двух, так как число фаз не может быть меньше единицы. Поэтому для однокомпонентной системы зависимость между переменными можно выразить диаграммой на плоскости, а в качестве переменных выбрать температуру и давление ввиду того, что они более доступны непосредственному изменению. Понятие концентрации в такой системе лишено смысла. Плоская диаграмма состояния однокомпонентной системы позволяет определить возможное число и характер фаз при выбранных условиях. Но следует учитывать, что плоская диаграмма в координатах р — Т не отражает изменения объема системы при переходе от одной фазы к другой, между тем такие изменения могут быть весьма значительными, например при переходе жидкостей или кристаллов в пар. Чтобы изобразить графически зависимость между р, Т, о, необходимо использовать систему координат из трех взаимно перпендикулярных осей, каждая из которых отвечает значениям одной переменной. Рассмотрим примеры диаграмм однокомпонентных систем. [c.171]

К фазовому превращению алмаз — графит Докажите, что на диаграмме дасление — температура линия равновесия жидкость — пар (Ь — V) в однокомпонентной системе всегда должна иметь положительный наклон. [c.93]

В однокомпонентной системе в равновесии могут находиться не больше трех фаз, хотя число фаз может быть и брльшим [например, пар (газ), жидкость и несколько твердых фаз различной структуры]. [c.131]

На рис. 5.3 изображена диаграмма состояния однокомпонентной системы типа серы, характерная для большинства веществ. В этом случае кривая моновариантного равновесия жидкость — твердое тело приближается к оси давлений по мере. .. давления, т. е. при уменьшении давления температура плавления. ... [c.258]

Мы рассмотрим диаграмму состояния однокомпонентной системы для нескольких твердых модификаций на примере диаграммы состояния серы. У серы имеются две твердые модификации ромбическая и моноклиническая. Диаграмма состояния серы имеет вид, показанный на рис. 50. Область выше DABE — однофазная область ромбической твердой серы АБС — однофазная область моноклинической серы. Область выше ЕВСК — однофазная область жидкой серы ниже DA K — однофазная область парообразной серы. Линии С/С — моновариантная, двухфазная система жидкость —пар АС — сера моноклиническая— пар DA — сера ромбическая — пар ВС — жидкость — сера моноклиническая (зависимость температуры плавления моноклинической серы от давления) Sf — жидкость — сера ромбическая (зависимость температуры плавления ромбической серы от давления). Наконец, линия АВ — двухфазная, моновариантная система равновесия двух твердых фаз сера ромбическая и сера моноклиническая (зависимость температуры перехода серы ромбической в серу моноклиническую от давления). [c.119]

Две фазы, например жидкость и пар в однокомпонентной системе, могут сосуществовать в равновесии друг с другом только при наличии устойчивой границы раздела между ними. Устойчивость поверхности раздела фаз, по Гиббсу, определяется (при постоянной температуре) ростом свободной энергии системы при увеличении площади поверхности раздела фаз 5 с] /(15>0 это позволяет связать с поверхностью некоторый избыток свободной энергии — свободную поверхностную энергию в, пропорциональную площади поверхности раздела фаз [c.14]

Фазовые равновесия лучше всего представлять в виде диаграмм. На рис, VII.1 представлена такая диаграмма для простейшей однокомпонентной системы (вода). Ниже линий АО и Об, т. е. при низких давлениях и высоких температурах, расположена область пара между линиями ОВ и ОС —область жидкости и между АО и ОС — твердой фазы. Как видно из рисунка, внутри каждой из этих областей можно произвольно и одновременно менять и Г, и р, т. е. два параметра. Это означает, что, например, жидкость в указанных границах может существовать при различных произвольных сочетаниях J и р (то же самое справедливо для пара и твердой фазы). [c.159]

КРИТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ, состояние, в к-ром две (или более) фазы в-ва, находящиеся между собой в термодинамич. равновесии, становятся тождественными по своим свойствам. На диаграмме состояния однокомпонентной системы К. с. соответстпует лишь о (Иа критическая точка равновесия жидкость — нар, к рая характеризует- [c.288]

Однокомпонентной системой является любое простое в-во или хим. соед., обладающее строго определенным составом в газообразном, жидком и твердом состояниях. Д. с. обычно строят на плоскости в координатах Т-р (рис. 1). Фазовые поля (области существования) пара V, жидкости L и твердой фазы 8 дивариантны, т.е. допускают одновременное изменение двух параметров состояния -Тир. Двухфазное равновесие между жидкостью и паром изображается кривой кипения (или испарения) 1, между жидкостью и [c.33]

В чистых в-вах (однокомпонентных системах) К, с. всегда имеет место для равновесия жидкость-пар (если в-во при критич. параметрах сохраняет свои хим. св-ва) На диаграмме состояния К.с. отвечает конечная точка кривой равновесия, наз. критич. точкой (К.с. нонвариантно). В табл. представлены критич. параметры Г, и ряда в-в. [c.541]

Типы Ф.р. В однокомпонентной системе (при наличии полиморфных превращений) возможны 4 вида двухфазных равновесий жидкость - пар, кристалл - пар, кристалл - жидкость и кристалл - кристалл 4 вида трехфазных равновесий кристалл - жидкость - пар, кристалл - кристалл - жидкость, кристалл - кристалл - пар и кристалл - кристалл - кристалл при этом не учитывается возможность образования жидких кристаллов. В двойных системах (компоненты А и В) возможны те же виды двухфазных равновесий, но число возможных видов трехфазных равновесий достигает 26 вследствие [c.54]

На рис. 23-1 представлена диаграмма состояний газ - жидкость-твердое тело. Точка А является тройной в ней в равновесии одновременно находятся газ, жидкость и твердое тело, что соответствует правилу фаз Гиббса. Действительно, для однокомпонентной системы К = 1, Ф = 3 (для точки А), и число степеней свободы [c.293]

Уравнение (П.2) — это уравнение Клаузиуса — Клапейрона. Оно справедливо для различных фазовых процессов при изменении состояния однокомпонентной системы по линиям двухфазного равновесия. Это дифференциальное уравнение кривых на диаграммах типа (П.1). В случае равновесия жидкости и пара АН р является изменением энтальпии при испарении (молярной теплотой испарения, молярной скрытой теплотой парообразования), а Av—изменением объема, разностью молярных объемов насыщенного пара и жидкости. [c.24]

Однокомпонентные системы. На фазовой диаграмме однокомпонентной смеси типа изображенной на рис. 5.1 каждая из фаз представлена в виде открытой зоны, твердая фаза — в зоне выше линий АВ и левее линии ВО. Вдоль линии типа АВ две фазы находятся в равновесии, в данном случае это твердая и газовая фазы. В точке пересечения трех линий, точка В, три фазы находятся в равновесии это наибольшее число фаз, способных сосуществовать в равновесии в однокомпонентных системах. Как будет показано позднее, чистые твердые фазы могут иметь несколько стабильных кристаллических форм, поэтому зона твердой фазы АВО может быть представлена несколькими областями. Поскольку некоторые классы веществ могут образовывать жидкие кристаллы, зона ВВС также может состоять из нескольких областей. Точка С — критическая точка диаграммы, по достижении которой исчезают различия между свойствами жидкости и газа. Критические точки, соответствующие другим парам фаз, отсутствуют. Штриховыми линиями показаны границы зон метаста-бильной переохлажденной жидкости и перегретого пара. [c.252]

F, рис. 41), которые разделяют все поле диаграммы на области стабильного существования отдельных фаз (обозначения этих фаз указываются в соответствующих областях диаграммы). Ниже кривой AB D находится область газообразной фазы (пара), область АВЕ является областью равновесного существования модификации /Сь область EB F—модификации /Са и область F D —жидкой фазы (расплава). Все эти области являются однофазными и согласно правилу фаз для однокомпонентных систем дивариантны, т. е. в границах этих областей можно произвольно менять два параметра (температуру и давление), не нарушая равновесие в системе, т. е. не изменяя число и состав фаз. Вдоль линий упругости пара АВ, ВС, D, ВЕ и F, разделяющих области существования отдельных фаз, в равновесии находятся соответственно по две фазы твердая фаза Ki—пар (АВ), твердая фаза /Са — пар (ВС), жидкость — пар ( D), твердая фаза К —твердая фаза /Са (ВЕ) и твердая фаза /Са — жидкость ( F). Точкам этих линий соответствует моновариантное состояние системы, т. е. можно изменять произвольно без нарушения равновесия только какой-либо один параметр системы, например температуру, при этом второй зависимый параметр системы (давление) в соответствии с изменением температуры будет принимать строго определенное значение. Фигуративная точка, выражающая состояние системы, будет перемещаться при этом вдоль линий упругости пара. [c.204]

Из рис. 107, на котором в общем виде представлена диаграмма состояния однокомпонентной системы, видно, что как твердой, так и жидкой фазе соответствует своя кривая, описывающая двухфазные равновесные процессы сублимации или испарения. Кривая равновесия пар — жидкость обрывается в критической точке, где плотности обоих изотропных фаз становятся равными и различие между фазами исчезает. В этой точке скрытая теплота испарения обращается в ноль. Координаты критической точки критические [c.374]

Те же системы будут нонвариантными при наличии следующих трех, находящихся в равновесии фаз 1) твердая фаза — жидкость — пар 2) две твердые фазы (разные модификации)—пар 3) две твердые фазы (разные модификации) — жидкость 4) три твердые фазы (разные модификации). Число фаз в однокомпонентной системе, конечно, может быть и более трех, но, как правило, четыре фазы не могут быть в одновременном равновесии одна с другой. [c.13]

Состояние однокомпонентной системы определяется двумя параметрами, чаще всего температурой и давлением. При дивариаптных равновесиях обе эти величины можно изменять (в некоторых пределах, конечно) независимо друг от друга. Например, пар и жидкость или твердое тело могут находиться при самых разнообразных температурах и давлениях. В монова-риантных системах произвольно задается один из этих параметров например, если жидкость находится в равновесии со своим паром, то температура системы вполне определяет его давление, и наоборот. Так, вода и пар нахо- [c.28]

На диаграмме состояния однокомпонентной системы (рис. III. 1) нонвариантному равновесию отвечает вполне определенная точка А, так называемая тройная точка (подробнее о них см. III.6). Моновариантным равновесиям отвечают линии АВ, АС, AD, так как любая точка линии определяется на плоской диаграмме лишь одной координатой. Наконец, дивариантпым равновесиям отвечают определенные участки плоскости — так называемые поля той или иной фазы (например, поле жидкости — AD, поле пара — ВАС). Таким образом, на диаграмме состояния каждой фазе отвечает определенный геометрический образ — участок плоскости — поле линии отвечают двум [c.29]

Интересно выяснить влияние внешнего давления на зависимость Р = f (Т). Внешнее давление может создаваться инертным газом, который не растворяется в жидкости. В этом случае паровая фаза является двухкомпонентной и согласно правилу фаз система имеет две степени свободы. Следовательно, давление паров зависит не только от температуры, но также от давления. Эту зависимость можно выявить, используя рассмотренные в гл. I условия фазового равновесия. Для однокомпонентной системы условие фазового равновесия можно записать в виде равенства изменений изобарного потенциала обеих фаз [c.70]

Равновесие жидкость—газ для однокомпонентной системы заканчивается в критической точке К (рис. 3). Первое положение приводит к первому уравнению для критической точки однокомпонентной системы [4] [c.23]

Аналогия между этим специфическим фазовым равновесием и равновесием в системах пар —жидкость или кристалл — жидкость в низкомолекулярных системах становится более явной, если учесть, что —/ и L в уравнениях (114) и (115) соответствуют давлению и объему при обычной (трехмерной) формулировке уравнения Клапейрона. В равновесной однокомпонентной системе пар — жидкость давление не зависит от ее объема, т. е. не зависит от относительного содержания каждой фазы. [c.175]