Равновесие при испарении

РАВНОВЕСИЯ ПРИ ИСПАРЕНИИ, СУБЛИМАЦИИ И ПЛАВЛЕНИИ. ТРОЙНАЯ ТОЧКА [c.128]

Сопротивление в исследуемом процессе. При анализе теплообмена при испарении или конденсации потоков теплоносителя внутри каналов с пористым высокотеплопроводным заполнителем было отмечено, что паровая фаза смеси находится в состоянии термодинамического равновесия и имеет температуру, равную локальной температуре насыщения. Причем fj используется как отправная величина для расчета избыточной температуры проницаемой матрицы i = Т -1 . Следовательно, для определения значения в каждом поперечном сечении канала необходимо уметь рассчитать распределение давления в двухфазном потоке вдоль канала. Эта задача также представляет интерес и для расчета полного перепада давлений на пористом заполнителе. [c.122]

Конечное состояние показанной на рис. 5 системы должно, следовательно, зависеть от того, зафиксировано положение поршня или нет, т. е. являются параметрами Т, V или Р, V. Надо, конечно, иметь в виду, что этот вывод получен для приближенной модели. В реальной системе, строго говоря, нельзя поддерживать постоянными термодинамические параметры. При испарении или конденсации вещества, например, чтобы обе фазы в соответствии с принятой моделью оставались однородными, требуется бесконечно большая скорость диффузии вещества, иначе поведение системы зависит от локальной плотности пара над поверхностью жидкости. Даже в термодинамически однородной системе имеют место флюктуации параметров. Подобные трудно учитываемые детали внутреннего строения системы могут влиять на ее состояние, в особенности если это состояние находится вблизи границы области устойчивого равновесия. На последнем замечании следует остановиться особо. [c.119]

В самом деле, согласно принципу смещения равновесия при нагревании тела с ним всегда происходит такой процесс, который стремится уменьшить это нагревание. Поэтому если фазовый переход происходит при нагревании, как это имеет место при испарении и плавлении, то развиваются процессы, стремящиеся уменьшить нагревание, т. е. поглотить тепло, откуда и следует, что теплота испарения и плавления будет иметь положительный знак. [c.151]

Уравнение (10-38) выражает локальную скорость звука в условиях сохранения термодинамического равновесия при прохождении звуковой волны, т. е. в идеальных условиях, когда в звуковой волне происходит бесконечно малая конденсация или испарение. Эти локальные малые процессы фазовых переходов, очевидно, требуют быстрого протекания теплообмена между фазами, что возможно только при высокой степени дисперсности и гомогенности потока. [c.274]

В процессе испарения жидкости с плоской поверхности раздела фаз мел<ду давлением р и температурой насыщения наблюдается строгое соответствие. При температуре насыщения, отвечающей данному давлению, числовая плотность молекул в паровом пространстве достигает предельного значения и устанавливается меж-фазное динамическое равновесие, при котором число молекул, переходящих из жидкой фазы в паровую и обратно, оказывается одинаковым. [c.166]

Другая, вероятно, более существенная причина связана с физическим свойством солей, получившим название критической относительной влажности. Когда в закрытом объеме присутствуют насыщенные растворы солей, то устанавливается критическая относительная влажность. При этом за счет испарения или конденсации сохраняется равновесная влажность. Подобный процесс может свести к нулю влияние изменений скорости напыления или концентрации в широком диапазоне. Вероятно, подобный процесс происходит на практике при испарении или высыхании, но с той разницей, что в этом случае нет закрытой системы, где можно легко получить равновесие, и, кроме того, ветер, дождь или движение среды могут в разной степени влиять на коррозионные элементы. [c.158]

Стеклоткань и весь датчик нагреваются, происходит испарение поглощенной влаги и охлаждение датчика. Как только количество испаряющейся влаги станет меньше количества влаги в испытуемом газе, снова начинается процесс поглощения влаги из газа и нагрев датчика. В результате этого между количеством влаги в газе и концентрацией раствора хлористого лития, нанесенного на стеклоткань, устанавливается равновесий. При этом температура равновесия (температура нагрева датчика), которая находится в прямой зависимости от влажности газа, измеряется термометром сопротивления 5, помещенным внутри трубки 1 датчика. Шкала прибора проградуирована в значениях точки росы. Необходимо иметь в виду, что температура нагрева датчика, измеряемая термометром сопротивления, не равна температуре точки росы. Зависимость точки росы от температуры датчика приведена в табл. 20. [c.159]

Процессы насыщенного газа совершаются так, что при испарении жидкость потребляется из самой смеси, а при конденсации она остается в смеси. Следовательно, в смеси содержится влага в жидкой фазе, объемом которой в большинстве случаев можно пренебречь. Калорические параметры жидкости необходимо учитывать, поскольку от их величины зависит количество поглощаемого или выделяемого тепла в связи с фазовым переходом. В пересыщенном газе, как указывалось, пар и жидкость всегда находятся в равновесии, поэтому разность внутренних энергий сухого пара и жидкости равна и — и = Q, г. соответствующая разность энтальпии г" — i = г. Это обстоятельство необходимо учесть, используя формулы (П. 15) и (П. 16) для теплоемкости подставив в них вместо величину р и вместо величин г. [c.44]

С повышением парциального давления пара скорость испарения жидкости уменьшается, а скорость обратной конденсации пара возрастает и в конечном итоге наступает момент, когда скорости обоих процессов становятся одинаковыми. Жидкость и пар приходят в состояние динамического равновесия, при котором видимый массо-обмен между ними прекращается и в паровоздушной смеси устанавливается постоянное парциальное давление пара. [c.104]

Как и при испарении воды, в данных условиях имеют место процессы теплопроводности и диффузии, на которые в большинстве случаев оказывают влияние характер изменения скорости движущейся газовой фазы и ее турбулентность. Однако горение твердого углерода сопровождается химическими реакциями двух видов гомогенной (т. е. в газовой фазе) и гетерогенной (т. е. на поверхности раздела). Известно, что химические реакции не могут протекать с конечной скоростью в отсутствие конечного отклонения от термодинамического равновесия. Более того, при низких температурах эти отклонения могут быть весьма значительными. Следовательно, нельзя полагать, как в примере с водой и паровоздушными смесями, что S- и L-состояния равновесны. [c.42]

Равновесие концентраций в отсутствие химической реакции на поверхности раздела. При испарении воды в воздух с конечной скоростью -концентрация пара отличается от равновесной, соответствующей давлению и температуре поверхности раздела и определяемой уравнением [c.205]

Степень неравновесности поверхности зависит от соотношения возможных или максимальных скоростей процессов, нарушающих равновесие и восстанавливающих его. Равновесное состояние поверхности нарушается в рассматриваемом случае испарением вещества. Скорость эффективного испарения равняется разности скоростей и Процессы поверхностной и объемной диффузии, наоборот, стремятся восстановить равновесное состояние поверхности, как обладающее минимумом поверхностной энергии. В ходе испарения скорости обоих процессов выравниваются и устанавливается некоторая стационарная структура поверхности, не изменяющаяся в дальнейшем. Если диффузия в конденсированной фазе может проходить с большой скоростью, то стационарная структура поверхности будет не сильно отличаться от равновесной. Этот случай, по-видимому, имеет место при испарении жидкостей. Ему соответствуют кривые 3 и 4 (рис. 3 и 4), [c.27]

Процессы испарения. Упругость паров всякого вещества с повышением температуры возрастает. Процесс образования паров при температурах ниже точки плавления вещества называется возгонкой (сублимацией), выше точки плавления — испарением. При испарении наряду с выходом частиц из жидкости, пропорциональным их количеству на поверхности жидкой фазы, наблюдается и обратный процесс — возврат их из газовой фазы в жидкость. Поэтому определенной упругости пара над жидкостью будет отвечать равновесие этих двух встречных процессов. [c.195]

Когда фитиль тепловой трубы наполняется жидкостью, то смачивающая жидкость перемещается в сторону сужения капилляра. При отсутствии массовых сил (гравитационных, электромагнитных и др.) в состоянии равновесия капиллярные потенциалы для менисков жидкости в различных точках фитиля равны. При наличии гравитации, когда фитиль находится в контакте с жидкостью, последняя поднимается в капиллярах фитиля на высоту, при которой во всех менисках суммы капиллярного и гравитационного потенциалов одинаковы. При испарении смачивающей жидкости из пор фитиля в одном месте п конденсации пара на поверхности того,же фитиля в другом месте происходят увеличение кривизны менисков в зоне испарения и уменьшение ее в зоне конденсации, т. е. равновесие нарушается. Это приводит к тому, что жидкость перемещается из зоны конденсации в зону испарения. [c.31]

При испарении жидкости в ограниченное пространство (а это бывает в паровых котлах) одновременно происходит и обратное явление — конденсация пара, обусловленная тем, что некоторые из молекул пара, движущиеся в паровом пространстве по всем направлениям, ударяясь о поверхность жидкости, попадают в сферу влияния ее молекул н остаются в ней. Если скорость конденсации станет равной скорости испарения, то в системе наступает динамическое равновесие. Пар в этом состоянии имеет максимальную плотность и называется насыщенным. Следовательно, под насыщенным понимают пар, находящийся в равновесном состоянии с жидкостью, нз которой он образуется. Основное свойство этого пара состоит в том, что он имеет температуру, являющуюся функцией его давления, одинакового с давлением той среды, в которой происходит кипение. Поэтому температура кипения иначе называется температурой насыщения и обозначается (Гн). Давление, соответствующее называется давлением насыщения (обозначается уОц или просто р). [c.75]

Для того чтобы лента вела себя как стабильный и воспроизводимый источник теплового излучения, вольфрам внутри и на поверхности должен быть близок к структурному равновесию. Рассмотрим основные процессы, которые происходят при длительном нагревании вольфрамовой ленты, помещенной в стеклянную оболочку, которая соединена с откачивающей системой [72]. Такими процессами являются обезгаживание и потеря вольфрама на испарение, рекристаллизация, образование канавок между зернами, изменение зернистости поверхности. Кроме того, для оценки поведения лампы в целом необхо- [c.352]

Первые работы по теоретическому исследованию процесса очень похожи по постановке задачи и полученным результатам. В них использованы одинаковые аналитические модели, при разработке которых приняты допущения о локальном тепловом равновесии Т = t между охладителем и матрицей и о малой толщине К - L = О области испарения (модели даются в сравнении с моделью, изображенной на рис. 6.1). [c.133]

С ростом количества вещества в капле ее химический псГтенци-ал уменьшается, а в фазе с плоской границей (г = оо) он не изменяется. Поэтому в отличие от испарения капли при испарении индивидуальной жидкости с плоской поверхности единственным результатом процесса является изменение масс фаз состояние системы меняется, а состояние фаз нет. И в общем случае при нейтральных равновесиях термодинамические силы в каждой из фаз не зависят от сопряженных с ними термодинамических координат. [c.120]

Интенсивность процесса испарения увеличивается с возрастанием температуры жидкости. Поэтому динамическое равновесие мёжду испарением и конденсацией при повышении температуры устанавливается при больших концентрациях молекул газа. [c.86]

В процессе испарения парообразование происходит только на свободной поверхности жидкости. Это двусторонний процесс, в котором наряду с уходо.м части молекул из жидкости происходит и частичное возвращение молекул обратно в жидкость, В случае, если процессы ухода п возвращения молекул взаимно компенсируются, то наступает состояние динамического равновесия, пар над поверхностью становится насыщенным. Процесс испарения жидкости происходит при любой температуре, причем температура жидкости уменьшается, так как с ее открытой поверхности уходят молекулы, обладающие наибольшей энергией. Температура жидкости при испарении с открытой поверхности тем ниже, чем интенсивнее 1 спарение. В холодильной технике это свойство воды широко используют в устройствах для охлаждения воды (в градирнях, брызгальных бассейнах и т. д.), [c.192]

Количество реальных жидких растворов, обладающих вышеуказанными свойствами, достаточно велико. Однако имеется группа бинарных растворов, у которых отмеченные свойства проявляются в меньшей степени. Например, анализ исследованных диаграмм равновесий (рис. 3-15, 3-16) показал, что у дифевильной смеси и смеси ДДМ содержание каждого компонента в парах практичеоки остается таким же, как и в жидкой омеси. Поэтому при испарении и конденсации составы указанных смесей остаются постоянными, а, следовательно, зависимость давления насыщения может быть выражена, как и для чистого вещества, однозначной функцией рц= [c.123]

Структура формулы, в числителе которой стоит разность двух величин р 1 и Pi, указывает на то, что скорость испарения есть разность двух потоков массы. При отсутствии равновесия р 1Фрг. Если pf>pi, то вещество будет удаляться с поверхности, т. е. будет иметь место унос массы, если pi>p , то, наоборот, будет происходить осаждение молекул на поверхности. Обратный испарению процесс называется конденсацией. Скорость обратного процесса пропорциональна числу молекул в единице объема, т. е. парциальному давлению молекул рассматриваемого вида над разрущающейся поверхностью. При испарении в замкнутую полость с течением времени обязательно наступает состояние динамического равновесия, когда скорость конденсации равна скорости испарения. Соответствующее парциальное давление называется давлением иа-136 сыщенного пара. [c.136]

При изотермическом испарении раствора состава Шо (см. рис. 4-8) при выделении кристаллогидрата в твердую фазу состав жидкой фазы будет изменяться по линии niiP. Точка Р нонвариантна выделение соли С в твердую фазу здесь будет происходить за счет обезвоживания ранее выпавшего кристаллогидрата. По окончании процесса система приобретает лишнюю степень свободы и состав раствора при испарении снова начинает изменяться по линии РЕ. При этом в твердую фазу выделяется безводная соль С. Точка Е — эвтоническая точка системы, поэтому при изменении состава системы от /И4 к ms при постоянном составе раствора Е будет происходить кристаллизация солей В и С до полного затвердевания. Примером такого равновесия является система Na l— Na2S04—Н2О при температуре выше 2,85 °С. [c.90]

Впервые порядок кристаллизации солей при испарении морской воды был установлен более ста лет назад. Последующие исследования Я. Г. Вант-Гоффа, В. Мейергофера, Ж. Д Анса, Н. С. Курнакова, В. П. Ильинского совместно с В. М. Филиппео и Д. И. Сапирштейном, а затем исследования М. Г. Валяшко с сотр. позволили сформулировать представления о стабильном и метастабильном состоянии упомянутой системы. Ниже будет рассмотрена диаграмма растворимости системы 2Na+—2К+— Mg2+ so/+—2С1", Н2О в состоянии стабильного равновесия при 25 °С. [c.206]

Рассмотрение условий образования равновесной формы кристалла, ограниченного стабильными плоскостями, как будто пе имеет значения для вопросов коррозии. На практике мы имеем дело обычно не с монокристаллами, а с поликристаллическими объектами значительного размера. Атомы, расположенные на поверхпости кристаллитов, покидают ее не вследствие испарения в газовую фазу, а под действием агрессивной среды — окислителя. Но и в этом случае в раствор будут уходить быстрее атомы, менее прочно связанные с поверхностью. Поэтому изменение рельефа поверхности под влиянием среды качественно должно совпадать с изменением его при испарении, хотя здесь возможно и некоторое различие в деталях и скоростях процесса удаления атомов. Следовательно, если протекает коррозия, то со временем должно установиться такое стационарное состояние, при котором огранка кристаллитов, выходящих на поверхность, характеризуется минимальным числом атомов, менее прочно связанных с поверхностью. Последняя должна приобрести рельеф, близкий к равновесному или, во всяком случае, удовлетворяющий ряду требований, сходных с требованиями равновесия. Поэтому. рассмотрение метода Косселя — Странского — Каишева может найти применение при интерпретации различных случаев коррозии. [c.35]

На фиг. 3.9 и 3.10 представлены зависимости — рх, от R (уравнение (3.9)) и (р<х> —Ри)кр от R (уравнение (3.11)) для фиксированной массы газа при температуре 20°С, заимствованные из работы Дэйли и Джонсона [12]. Из фиг. 3.9 следует, что во всех случаях существует два равновесных значения радиуса (нижнее соответствует устойчивому равновесию, а верхнее неустойчивому равновесию) или одно критическое значение радиуса R, которое соответствует устойчивому равновесию при схлопывании и неустойчивому равновесию при росте пузырька . Ядра любого начального размера будут расти в поле пониженного давления с умеренной скоростью, пока не достигнут радиуса R = R. Любой пузырек радиусом более R стремится расти неограниченно и с большой скоростью, зависящей от инерции окружающей жидкости. Этот рост будет происходить главным образом за счет испарения жидкости со стенок каверны. Поэтому ряд авторов называют описанное явление паровой кавитацией . Влияние небольшого количества воздуха, содержащегося в пузырьке, становится незначительным, как только его радиус превысит в несколько раз R. Более того, чтобы могло произойти взрывоподобное расширение, которое мы называем кавитацией, давление [c.103]

Вид функций распределения— псевдоравновесной Д и неравновесной стационарной / — показан на рис. 9. После прохождения минимума при = к функция/5 возрастает с увеличением .Чтобы предотвратить термодинамически обусловленный рост зародышей, предполагается такое вмешательство в систему, которое обеспечивает детальное равновесие процессов испарения и конденсации для пузырьков п Иц. (Это вмешательство аналогично мыслимому эксперименту с демоном Максвелла.) [c.54]

Полагая, что единообразие в использовании исходных данрых и в методах расчета даже при меньшей степени т чности может быть более полезным, чем стремление повысить точность расчета в условиях, когда используемые исходные данные дают весьма пеструю картину, автор счел целесообразным отобрать наиболее достоверные значения температур и энтальпий кипения, рассчитал значения энтропий испарения металлов и составил достаточно полную сводку уравнений зависимости от температуры логарифмов констант равновесия процессов испарения вешеств. [c.170]

Массовая доля N0 (Смо) определялась хроматографически. При испарении введенной в хроматограф жидкой пробы теплоносителя происходит быстрое обеднение пробы окисью азота, равновесие 28 при этом полностью сдвигается вправо. Поэтому полученная хроматографическим путем молярная концентрация окиси азота Смо представляет собой сумму истинных концентраций МгОз и Н2О [c.21]

Явление Т. э. можно рассматривать как испарение электронов из эмиттера. При Т. э. на испарение (эмиссию) термоэлектронов затрачивается тенлота, тем большая, чем больше работа выхода эмиттера, аналогичная теплоте испарения атомов или молекул. Равновесие между выходом термоэлектронов из эмиттера и их обратной конденсацией наступит при наличии пад поверхностью этого эмиттера электронного газа определенной плотности, аналогичной плотности насыщенного пара при испарении атомов или молекул. Термодинамич. рассмотрение системы эмиттер — равновесный электронный газ над ним, также дает возможность получить выражение для / (Т). Ото рассмотрение не содержит к.-л. предиоложении о свойствах электронов внутри эмиттера, по требует знания свойств электронного газа иад эмиттером. Если рассматривать этот газ как идеальный (законность этого можно обосновать почти для всех известных эмиттеров), то на основе термодинамики так е получают ур-ние (2), из к-рого видно, что Т. э. тела при заданной темп-ре определяется работой выхода ф и средним коэфф. прохождения термоэлектронов (1 — г) через границу эмиттер — вакуум последний близок к 1 и не сильно отличается у различных эмиттеров, поэтому основной характеристикой тер-люкатода является его работа выхода. [c.174]

Выбор темп-ры 2 выхода охлажденной воды из X. б. имеет весьма большое значение для конденсатора и для паровой турбины, т. к. эта приблизительно равна начальной t° охлаждающей воды в конденсаторе и от нее зависит выбор вакуума в конденсаторе (см.) и противодавления в паровой турбине. Темп-ра охлаждающей воды м. б понижена ниже воздуха, т. к. при этой 1° воздух еще может поглощать водяные пары. Поэтому самым нижним пределом до к-рой может понизиться охлаждающая вода, есть 1°, соответствующая парциальному давлению пара в поступающем в X. б. воздухе. Эта 1° называется точкой росы, т. к. соответствует появлению росы на охлажденной поверхности психрометра. На самом деле в X. б. эта 1° не достигается, а достигается несколько более высокая темп-ра т (более низкая, чем воздуха), называемая пределом охлаждения. Она м. б. определена экспериментально при помощи смачиваемого термометра, к-рый показывает 1°, при к-рой устанавливается равновесие между количеством теплоты, отнимаемой при испарении воды, и теплоты, вновь получаемой вследствие нагревания от воздуха. Вопрос этот отчасти выяснен в опытах Гейбеля [ ]. Для нахождения предела охлаждения вычислением может с известным приближением служить диаграмма Мюллера, приведенная в книге Шмидта [ ]. [c.293]

Нарушение динамического равновесия приводит к ) процессам, стремящимся восстановить его вновь. Так, если понизить давление пара над жидкостью, уменьшится и ее температура. Самопроизвольно установившееся равновесие будет соответствовать теперь меньшим значениям давления и температуры. Этот процесс можно объяснить так. Для испарения жидкости, как известно, требуется подводить, а для конденсации пара, наоборот, отводить теплоту, равную теплоте фазового перехода. Поскольку в условиях динамического равновесия температура и соответствующее ей давление пара в сосуде остаются неизменными, то и теплоты фазовых переходов при испарении и конденсации равны. Следовательно, для поддержания динамического равновесия не требуется подводить к сосуду или отводить от него какое-либо количество теплоты. Динамическое равновесие в закрытом сосуде устанавливается самопро-.извольно. [c.15]

Обычно рассматривают проекции трёхмерной Д. с. на одну из координатных плоскостей (чаще на плоскость р, Т рис.). Любая точка Д.с. (фигуративная точка) изображает равновесное состояние в-ва при данных значениях р vi Т. Точка О (тройная точка) соответствует равновесию трёх фаз в-ва твёрдой, жидкой и газообразной. В точке О пересекаются три кривые ОА (кривая возгон-к И, или сублимации), каждая точка к-рой соответствует равновесию тв. и газообразной фаз в-ва ОК (кривая испарения) — жидкой и газообразной фазам кривая плавления О В (или OB ) — ТВ. и жидкой фазам (ОВ для в-в, у к-рых темп-ра плавления Гпд растёт с давлением, OB для в-в с уменьшающейся с ростом р). Эти кривые делят плоскость Д. с. на области существования каждой из трёх фаз твёрдой (5), жидкой (L) и газообразной (G). В точке Я — критической точке исчезает различие между св-вами жидкости и газа. Согласно Гиббса правилу фаз, точке О соответствует безвариантное равновесие, точкам на кривых ОА, ОВ (OB ) и О К — моновариантное равновесие, а точкам в каждой из областей S, L и G — дивариантное (двухвариантное) равновесие. При существовании у в-ва полиморфных модификаций Д. с. усложняется (число тройных точек равно числу полиморфных превращений, см. Полиморфизм). [c.156]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...