ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термодинамические свойства веществ на линии фазовых переходов. Двухфазные системы из "Техническая термодинамика Изд.3 " Рассмотрим основные закономерности изменения термодинамических свойств веществ на линии насыщения. Будем рассматривать главным образом линию фазового перехода жидкость—нар , однако все соотношения, которые будут при этом получены, справедливы и для других фазовых переходов. [c.192] Пограничную кривую, отделяющую двухфазную область от области газообразного состояния (области перегретого пара), называют верхней пограничной кривой, а пограничную кривую, отделяющую двухфазную область от области жидкости, — нижней пограничной кривой. [c.192] Значения термодинамических величин на пограничных кривых являются функцией только одной переменной например, значение удельного объема кипящей жидкости v однозначно определяется значением температуры или давления насыщения. [c.192] На рис. 6-22 изображена температурная зависимость разности удельных объемов сосуществующих фаз v —v ) для воды и водяного пара, а на рис. 6-23 — температурная зависимость теплоты парообразования воды. Как видно из этих графиков, величины г=/ (Г) и (у —v )=f (Т) с повышением температуры монотонно убывают, обращаясь в нуль в критической точке. Аналогичный характер имеет температурная зависимость этих величин и для других веществ. [c.192] Как показывают экспериментальные данные для всех веществ, кривые г=/ (Г) и v —v )= (Т) имеют в критической точке вертикальную касательную, а поскольку, как видно из рис. 6-22 п 6-23, значения drjdT и d (и —v )fdT отрицательны, то, следовательно. [c.193] Следует упомянуть о некоторых полезных эмпирических соотношениях, которые в ряде случаев оказываются удобными для приближенных численных оценок. [c.193] При помощи правила прямолинейного диа- 0,1 метра можно, например, найти значения v (Г) для всех температур, при которых известны зна- О чения у при этом мы должны иметь величины v лишь в двух точках. [c.193] Если прямой -ход прямолинейного диаметра известен Гиз значений v и v для температур, далеких от критической точки, и если известна критическая температура, то правило прямолинейного диаметра может быть использовано для отыскания значения удельного объема вещества в критической точке Для этого надо провести в р,Г-диаграмме прямую прямолинейного диаметра до пересечения с вертикалью Г р onst ордината точки пересечения будет равна Ркр=1/у р- Следует, однако, подчеркнуть, что, как показывает детальный анализ, этот способ определения не может претендовать на высокую точность, ибо для многих веществ прямолинейный характер зависимости (p -f р )/2=/(Г) вблизи критической точки нарушается, и эта линия искривляется. [c.193] Экспериментальное определение величины представляет собой несравненно более трудную задачу, чем определение критической температуры T g. [c.193] В тот момент, когда вся жидкость в сосуде полностью испарится, состояние в сосуде (рис. 6-26, в) будет соответствовать точке 2 на у,Г-диаграмме (см. рис. 6-25). [c.195] Дальнейший подвод тепла будет приводить к перегреву пара. [c.195] Принята следующая терминология двухфазная смесь жидкость—пар называется влажным паром насыщенный пар, не содержащий влаги, называется сухим насыщенным паром. Таким образом, влажный нар — это смесь насыщенной жидкости и сухого насыщенного пара. Пар, температура которого превышает температуру насыщения при данном давлении, называется перегретым паром. [c.195] Величина i—x) называется степенью влажности двухфазной смеси. [c.195] Состояние x=i соответствует сухому насыщенному пару (верхняя пограничная кривая), а х=0 — насыщенной жидкости (нижняя пограничная кривая). [c.195] Это соотношение позволяет, в частности, определить ход линий постоянной степени сухости X в любой диаграмме состояния. В качестве примера на рис. 6-27 линии a = onsi в двухфазной области изображены в г , Г-диаграмме углекислоты. В этой диаграмме нанесены линии х=0,2 х=0,4 х= =0,6 X=0,8 понятно, что линии постоянной степени сухости могут быть построены для любых значений О а 1. В соответствии со сказанным выше линия х=1 совпадает с верхней, а линия х=0 — с нижней пограничными кривыми. Все линии a = onst сливаются в критической точке. Наличие в диаграммах состояния линий постоянной степени сухости облегчает выполнение различных расчетов с помощью этих диаграмм. [c.196] Эти соотношения, справедливость которых ясна из р, v-, v, Т- и Г-диа-грамм (рис. 6-11, 6-12 и 6-17), могут быть получены также из уравнений (6-79) и (6-80). [c.196] Рассмотрим теперь некоторые характерные особенности, присущие термодинамическим величинам на обеих пограничных кривых. [c.196] Как видно из 1,Г-диаграммы на рис. 6-17, аналогичным образом на пограничной кривой испытывает излом изобара в i,Г-диаграмме следовательно, при переходе через пограничную кривую скачком меняется величина производной дИдТ)р, т. е. теплоемкость с . [c.197] Вернуться к основной статье