ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Гетерогенные многокомпонентные системы из "Элементарная термодинамика " В термодинамике понятие фаза означает гомогенную подсистему, ограниченную поверхностью, на которой физические свойства вещества изменяются скачком. На границе раздела жидких фаз этот разрыв непрерывности свойств вещества может исчезать в критических состояниях. [c.118] Мы уже знаем — это вытекает из условий (6.9), — что в состоянии равновесия химический потенциал любого компонента должен быть постоянным во всей системе, но для дальнейших рассуждений нужно показать это в явной форме, используя более общий метод. [c.118] Поэтому индекс фазы (г) у ц в состоянии равновесия оказывается излишним. Не следует, однако, забывать, что (iW, г = 1, 2,. ... р представляют собой р различных функций температуры, давления и состава. [c.119] Следовательно, только 2- - рс — р параметров являются действительно независимыми переменными. Если число уравнений (6.69) превышает число переменных, которые можно менять произвольным образом, то система уравнений не имеет решения, т. е. равновесие при таком большом числе фаз невозможно. Если число уравнений равно числу независимых переменных, то существует единственное решение для одной температуры, давления и состава фаз. Наконец, если число фаз так мало, что число свободных параметров больше числа уравнений, то равновесие возможно для некоторого множества состояний. Этот избыток параметров называется числом термодинамических степеней свободы. [c.120] В случае чистого вещества с = 1. Следовательно, максимальное значение р равно 3 и при этом /=0. Это значит, что все переменные фиксированы (тройная точка системы, см., например, фиг. 11 или 14). [c.120] ИЛИ моновариантной системы. В этом случае мы имеем один компонент в двух фазах, т. е. [c.121] Поэтому можно вывести соотношение типа Р = Р (Г), правда только в дифференциальной форме. [c.121] Очевидно, что для практического расчета требуется большое число экспериментальных данных. Для примера рассмотрим смесь KNOз—Н2О ). Эта система еще сравнительно проста, поскольку KNOз не образует твердых гидратов и не смешивается с водой в жидкой фазе в произвольной концентрации. [c.122] Чтобы использовать это выражение для расчетов, необходимо знать парциальные молекулярные энтропии и объемы в жидкой фазе, энтропии плавления и парообразования и удельные объемы чистых фаз. Равновесное состояние можно было бы представить кривой в пространстве Р, Т, X. На фиг. 16 показана проекция этой кривой на плоскость Р, Т. [c.123] С помощью уравнения (6.80) можно объяснить некоторые особенности этой кривой, даже не располагая подробными сведениями. Если величина х мала, что имеет место при низких температурах, то давление пара должно возрастать с повышением температуры примерно так же, как в чистой воде (см. 2, п. 1), поскольку в этом случае преобладают первые члены и н о НаО логичные соображения применимы и к жидкой фазе. При повышении температуры растворимость д возрастает и как числитель, так и знаменатель правой части уравнения (6.80) уменьшаются. В определенной точке числитель обращается в нуль и, таким образом, приблизительно при Т = 2бб°С, х = 0,75 появляется специфический максимум, в котором я =7,9 атм. Начиная с этой точки, давление убывает по мере повышения температуры дол =1, когда все количество Н2О исчезает из жидкой фазы. [c.123] Замечательной особенностью системы КМОз — Н2О является существование второй точки кипения. Если расплавленную соль КНОз, насыщенную водой, быстро охладить, то она сначала бурно закипает, а затем затвердевает. Это явление наблюдается во многих многокомпонентных системах. [c.124] Вернуться к основной статье