Равновесие сублимации

Кроме того, это уравнение в общем виде характеризует изменение давления находящихся в равновесии фаз в зависимости от температуры, т. е. относится к кривым АС, АВ и AD рис. 11-4). Однако физический смысл величин, входящих в это уравнение, в каждом конкретном случае различен. Для случая испарения жидкости (AD) г — полная теплота парообразования, Vi — удельный объем жидкости, Ua — удельный объем пара. Для случая плавления твердого тела (АВ) г — удельная теплота плавления, Vi — удельный объем твердого тела, Oj — удельный объем жидкости. Для случая возгонки (АС) г — удельная теплота сублимации, Ui — удельный объем твердого тела, V2 — удельный объем пара. [c.181]

Диаграммы состояния наглядны, из них хорошо видно различие в составах равновесных сосуществующих фаз, и поэтому они широко применяются при анализе возможности разделения растворов при помощи сублимации, кристаллизации или. дистилляции. Среди перечисленных методов дистилляция изучена наиболее полно, так как она известна свыше трех тысяч лет и, естественно, является одним из основных процессов, применяемых при разделении веществ в лабораторных и промышленных условиях. Поэтому ей следует отдать предпочтение и в первую очередь рассмотреть жидкие системы, находящиеся в равновесии с паром [c.71]

Началом отсчета и = 0, к — 0, з — 0 для воды принято считать тройную точку, в которой вещество может одновременно находиться в твердом, жидком и газообразном состояниях (точка А на рис. 3.3, а). Каждому веществу в тройной точке соответствуют строго определенные параметры. Так, для воды рл = 0,00061 МПа, Та = 273,16 К и оа = 0,001 м /кг. Процесс парообразования при давлении рл = = 0,00061 МПа показан на диаграмме изобарой АВ. При более низких давлениях пар может существовать лишь в равновесии со льдом. Образование пара непосредственно из твердого состояния (льда) называется сублимацией. [c.63]

Если металлоизделие с нанесенным на его поверхность летучим ингибитором поместить в бумажную упаковку, то скорость удаления ингибитора будет определяться не скоростью его сублимации с поверхности металла, а скоростью удаления паров ингибитора через слой упаковочного материала, которая является более медленной стадией. Процесс сублимации, определяемый уравнением (112), будет протекать в области, близкой к равновесной, т. е. при = = Ра, что способствует установлению постоянной скорости испарения ингибитора за пределы упаковки. Отклонения от состояния равновесия, вызванные утечкой ингибитора за пределы упаковки, будут, немедленно устраняться дополнительной сублимацией ингибитора с поверхности металлоизделия. [c.160]

И, наконец, необходимо рассмотреть возможность образования паров самого углерода С, С2, Сз и т. д. Они могут образовываться как при сублимации поверхности графита, так и в результате диссоциации газообразных продуктов химического взаимодействия графита с кислородом и азотом. Обычно предполагают, что пары образуются только в результате сублимации (учет возможной диссоциации углеродсодержащих компонент в пограничном слое хотя и меняет существенно механизм выноса со стенки атомов и молекул углерода, однако мало влияет на суммарные параметры разрушения). Оценки констант равновесия в законах действующих масс показывают, что при температурах поверхности выше 2000 К и давлении, близком к атмосферному, помимо паров углерода, на стенке могут присутствовать СО, СО2 и N, а также четыре 170 компоненты из внешнего потока О, О2, N, N2. На внешней границе по- [c.170]

Особый интерес представляют тройная точка для чистого вещества и, например, для бинарного раствора и четвертая точка, для которых число независимых переменных = 0. Эти точки соответствуют точкам пересечения всех возможных кривых двухфазных равновесий. Для чистого тела тройная точка является точкой пересечения кривых плавления, кипения и сублимации. [c.203]

Так, рассматривая абсорбцию газообразного аммиака водным раствором фосфорной кислоты, мы могли принимать концентрацию в газовой фазе у границы раздела равной нулю. В случае абсорбции кислорода водой предполагалось, что концентрация диффундирующего вещества, например, вблизи границы раздела связана условием равновесия с концентрацией Оа в газовой фазе. При расчете же скорости сублимации мы исходили из равновесной концентрации паров нафталина у границы раздела. [c.180]

Ранее в 5-3 рассматривалась сублимация нафталина. Условие равновесия выражалось уравнением (5-16). Оно является простейшей формой более общей зависимости (5-48) при замене в ней Pj,s на величину характеризующую концентрацию в газовой фазе. Уравнение (5-16) типично для задач, где на 5-поверхности вещество газообразно, а соседняя фаза целиком состоит из одного вещества. Символической записью служит [c.181]

По данным Волкера и соавторов [108] и Бланка [34] при температуре выше 60 К сосуществуют жидкость и пар. При понижении температуры появляется кристаллическая фаза, и в интервале температур 56—60 К при низких давлениях сосуществуют три фазы — кристаллическая, жидкая и паровая. При более низких температурах сосуществуют только две фазы— кристаллическая и паровая, и также имеются две кривые фазового равновесия, аналогичные кривым начала кипения и начала конденсации. Некоторые авторы [108] называют кривую, соответствующую началу испарения из кристалла, кривой сублимации. [c.19]

Действие глубокого вакуума способствует испарению металла. Приемлемыми металлами для использования в вакууме являются кобальт, никель, ниобий, тантал, молибден и вольфрам. Если нарушается термодинамическое равновесие металла с газовой фазой, то и на границе возникают процессы либо конденсации из паровой фазы, либо сублимация. [c.145]

Условия, соответствующие динамическому фазовому равновесию твердый металл — пар, реализовать практически очень трудно. В громадном большинстве случаев технического использования нагретых металлов происходит необратимое расходование твердой фазы, поскольку давление пара над ней почти всегда меньше равновесного. Причиной этого нередко является частичная конденсация пара на менее нагретых поверхностях. Если между металлом и такими поверхностями имеется недостаточно разреженный газ, скорость неравновесной сублимации может быть замедлена за счет взаимных столкновений испаряющихся атомов металла с молекулами остаточного газа. Поэтому в объеме, ограниченном газонаполненной оболочкой, скорость сублимации материала определяется, помимо равновесного давления его пара, диффузией через газовую среду (если не рассматривать конвективных течений газа) и скоростью конденсации на оболочке. Так как конденсация на оболочке происходит обычно достаточно быстро, скорость неравновесной сублимации в стационарных условиях лимитирует диффузия испаряющихся атомов через газ. [c.418]

Здесь Л/ имеет смысл результирующей скорости сублимации в условиях, позволяющих частичную конденсацию испарившихся атомов. В предельном случае Я = 0 (глубокий вакуум), результирующая скорость N становится равной истинной скорости сублимации Л/ с, характеризующей максимально возмож ную скорость потери массы в результате сублимации. В другом предельном случае Р = Ре (термодинамическое равновесие) Л/ = О, так как потоки сублимирующих и конденсирующихся атомов на рассматриваемой поверхности взаимно скомпенсированы. [c.421]

О и степень отклонения от равновесия в значительной степени определяется соотношением между площадью, с которой происходит сублимация, и площадью отверстия ячейки. [c.427]

Уравнение Клапейрона — Клаузиуса представляет собой уравнение кривых р = = f (Т) двухфазных равновесий в чистом веществе, например кривых плавления, кипения и сублимации. Это уравнение имеет следующий вид [c.192]

В системе твердое вещество — пар, характерной для процесса возгонки, каждой температуре также соответствует определенное давление пара. Оно не зависит от количества присутствующего твердого вещества или пара и определяется только температурой. Кривая, представляющая условия равновесия между твердой фазой и паром, называется кривой возгонки, или сублимации. Ее общая форма сходна с кривой испарения (см. рис. 2-2). Верхней границей кривой сублимации всех веществ является тройная точка (точка плавления). Нижняя граница находится при абсолютном нуле, если не существует другой полиморфной модификации. [c.44]

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

В безвариантной системе все три фазы находятся в равновесии, т. е. кривые сублимации, плавления и испарения пересекаются в одной точке, которая называется тройной точкой. Она характеризуется однозначно определенной величиной давления р и температуры Т (рис. 8.1). Кривая плавления направлена к оси давления. Это означает, что молярный объем кристалла больше, чем расплава (такое соотношение наблюдается, например, у висмута и льда). [c.129]

I — кривая плавления (равновесие кристалл —расплав) 2 —кривая испарения (равновесие расплав — пар) 3 —кривая сублимации (равновесие кристалл — пар) А — тройная точка (равновесие кристалл — расплав — пар) [c.129]

Вследствие изложенного, не соединяющиеся с поверхностью открытые поры тоже можно не рассматривать. В увеличении скорости испарения пористого графита принимают участие только поры, устья которых непосредственно выходят на поверхность. В устьях пор имеется пар графита, уже находящийся в равновесии- с поверхностью поры и истекающий из нее. Поэтому он будет удаляться с поверхности быстрее, чем молекулы графита, которые удерживаются силами, препятствующими его сублимации. Именно этим можно объяснить, что пористость графита не оказывает существенного влияния на скорость его испарения по сравнению с другими факторами. [c.71]

После расчета фазового равновесия на кривой насыщения полученные значения давления насыщения были аппроксимированы с помощью формулы (III.2). При аппроксимации, необходимой для практических расчетов, вносится некоторая погрешность. Влияние этой погрешности можно проследить, вычисляя по уравнению (III.1) теплоту сублимации, но при 3T0 vi в качестве давления насыщения pg использовать значения, полученные по уравнению III.2) (т. е. сделать обратный просчет). Результаты такого вычисления приведены в табл. 8. [c.20]

Все три кривых равновесия (парообразования, плавлени и сублимации) пересекаются в некоторой характерной для каждого вещества точке. Эта точка А называется тройной точкой, а изображаемое ею состояте — фундаментальным. В этой точке находятся в термодинамическом равновесии три различные фазы вещества твердая, жидкая и газообразная. [c.111]

Уравнение (2-31), как следует из его вывода, справедливо для любых фазовых равновесий в чистом веществе. После интегрирования оно дает связь между давлением и температурой, необходимую чтобы фазы 1 и 2 находились в равновесии. Для любого чистого вещества (кроме гелия) в равновесии могут попарно находиться твердая фаза и газ, жидкость и газ и твердое тело и жидкость. Если проинтегрировать уравнение Клапейрона — Клаузиуса для каждого из названных фазовых переходов, то получатся уравнения кривых (в координатах р, Т), представляющих собой геометрическое р j., место точек, в которых возмож- д чистого вещества, но фазовое равновесие соответствующих двух фаз. Эти кривые соответственно называются кривая сублимации, кривая парообразования и кривая плавления. Поскольку для чистого вещества возможно одновременное равновесие трех фаз, кривые сублимации, парообразования и жлав-ления должны пересекаться,в одной точке, представляющей собой тройную точку данного вещества. Перечисленные кривые изображены на рис. 2-1, где О — тройная точка, О А — кривая сублимации, О/С — парообразования и ОВ — плавления. Совокупность этих кривых в р, Т-коордпнатах представляет собой фазовую диаграмму. [c.33]

Наименьшим давлением, при котором еще возможно равновесие воды и насыщенного пара, является давление, соответствующее тройной точке. Под последней понимается то единственное состояние, в котором могут одновременно находиться в равновесии пар, вода и лед (точка А на рис. 4.6). Параметры тройной точки для воды Ро=611 Па, /о=0,01°С, По= = 0,00100 мз/кг. Процесс парообразования, происходящий при абсолютном давлении ро = 611 Па, показан на диаграмме изобарой А А", которая практически совпадает с осью абсцисс. При более низких давлениях пар может сосуществовать лищь в равновесии со льдом. Процесс образования пара непосредственно из льда называется сублимацией. [c.38]

При в )1воде закона действующих масс предполагалось, что все составляющие реакции находятся в газообразном состоянии. В гетерогенной системе некоторые вещества находятся в жидком или твердом состоянии. Однако в химической реакции принимают участие только нары твердых н жидких веществ, которые в состоянии равновесия находятся при давлении насыщения, соответствующем температуре, при которой происходит реакция. Парциальные давления сухих паров, сосуществующих с конденсированными фазами этих веществ, нс зависят от давления других веществ реакции и остаются постоянными до тех пор, пока полностью не исчезнут кондененрованные фазы. При исчезновении в ходе реакции некоторого количества этих паров оно немедленно восстанавливается в результате иснарення или сублимации конденсированных веществ. [c.194]

ПОД действием электронной бомбардировки происходит распыление аморфной составляющей материала анода и высвобождение на его поверхности пластинок графита. Материал, напыляемый из этих пластинок на катод, на фотографии наблюдается в виде светлых пятен. При увеличении дозы электронной бомбардировки (рис. 4.19в) происходит увеличение количества переносимого на катод материала и более равномерное распределение его по рабочей поверхности. Соответственно увеличивается шероховатость поверхности анода. В конечном итоге (при дозе электронной бомбардировки >20мА ч) происходит образование одинаковых по виду (рис. 4.19г) структур на рабочих поверхностях катода и анода, характеризующихся большим количеством микровыступов. При этом на поверхности анода наблюдаются отдельные шарообразные образования со средним радиусом закругления около 2 мкм, связанные с сублимацией графита при выделении во время электронной бомбардировки большой локальной мощности. Структуры поверхностей анода и катода свидетельствуют о существовании при определенных режимах токоотбора состояния динамического равновесия для процесса переноса материала с анода на катод и наоборот. В результате анод по структуре своей рабочей поверхности становится похожим на катод и при перемене полярности питающего напряжения работает как автокатод. Следовательно, конструкция автоэлектронного прибора с электродами из одинакового материала неприменима для выпрямительных диодов, но вполне может быть пригодной для других типов приборов, например электронно-лучевых. Основное направление для устранения вышеуказанных явлений — это улучшение теплоотвода, охлаждение электродов (особенно анода), отделение электродов друг от друга, например, сеткой и т. д. [c.196]

Процесс сублимации, т. е. образование пара непосредственно из твердой фазы, существенно отличается от процесса парообразования из жидкого состояния. В основе современной теории испарения лежат представления, развитые Поляни и Вигнером. Они предложили теорию прямого испарения , в которой рассматривали сублимацию как прямой переход из твердого состояния в пар, предполагая, что все частицы в поверхностном слое связаны друг с другом энергией, эквивалентной теплоте сублимации. При этом все частицы имеют одинаковую вероятность перехода в пар. Твердое тело рассматривается как совокупность осцилляторов, совершающих колебания около положения равновесия. Но, как показали в своих работах Коссель и Странски [8], предположение о равноценности частиц на поверхности несправедливо, так как они имеют различное число соседей и различную энергию связи. Следовательно, частицы твердого тела не могут переходить в пар с одинаковой вероятностью. Исходя из этой концепции, Фольмер [9] предложил теорию стадийного испарения , в которой рассматривал поверхность как совокупность выступов и впадин, на которых частицы имеют различную энергию связи. При подводе энергии извне происходит (путем мигрирования по поверхности) переход из более прочно связанного положения (впадина) в менее прочное энергетическое состояние, затем в адсорбционный слой и только после этого в пар. Для очень малого числа частиц имеется вероятность прямого испарения , в большинстве же случаев сублимация есть ступенчатый процесс, для которого необходима дополнительная энергия активации, где вероятность сублимации определяется по формуле [c.217]

Отсутствие равновесия при массообмене. На предыдущих страницах и в 3-3 постоянно использовалось допущение о наличии термодинамического равновесия обеих фаз в непосредственной близости поверхности их раздела. Например, при сублимации нафталина в воздух принималось, что парциальное давление нафталина в S-состоянии зависит только от температуры поверхности раздела согласно уравнению (5-16). Аналогично при растворении хлористого натрия в воде (см. пример 5-2) предполагалась зависимость mNa i.s от одной лишь температуры. В 5-3 принималось, что S- и L-состояния связаны в общем уравнениями типа (5-48) или более простым уравнением типа (5-54). Считалось, что скорость переноса не оказывает влияния на характер и вид упомянутых уравнений. [c.204]

Фазовые переходы, соорощождающиеся выделением или поглощением тепла, называются фазовыми переходами первого рода. К ни м относится плавление, испарение, сублимация и многие переходы кристаллических модификаций из одной в другую. В случае фазовых переходов первого рода зав исимюсть температуры фазового перехода от давления находящихся в равновесии фаз определяется уравнением Клапейрона — Клаузиуса [c.127]

В отличие от метода Ленгмюра, являющегося неравновесным, второй распространенный метод изучения сублимации — метод эффузии или метод Кнудсена — основан на измерении скорости истечения пара из сосуда, в котором он находится почти в равновесии с испаряющимся веществом. Максимальное приближение к равновесным условиям сублимации достигается в данном случае за счет высокого сопротивления малого отверстия сосуда молекулярному потоку пара. Очевидно, что давление пара в сосуде, получившем название ячейки Кнудсена, приближается к равновесному в том случае, когда скорость расхода пара практически компенсируется скоростью насыщения объема ячейки. В этом случае, если истечение пара из ячейки происходит в вакуум, экспериментально измеренная убыль массы может быть, согласно соотношению (Х.14), приравнена величине [c.426]

Физические основы процесса. Статика процесса. В условиях равновесия давление паров и температура твердого вещества находятся в однозначном соответствии. Связь между давлением и температурой фазового перехода определяется по диаграмме состояния (рис. 5.4.1). Кривые фазового равновесия мевду всеми тремя фазами в координатах температура - давление делят диаграмму на три смежные области область твердого, жидкого и газообразного состояния вещества, пересекаясь в п ойной точке В. В этой точке одновременно сосуществуют все три фазы (твердая, жидкая и парообразная). Линия 2 является геометрическим местом точек, отвечающих таким величинам температуры и давления паров, при которых находятся в равновесии твердое тело и пар. Линия 3 соответствует равновесию в системе жидкость - пар, линия I - равновесию в системе твердое тело - жидкость. Линия 4 соответствует метастабильным состояниям равновесия, характерным для некоторых веществ. В этом случае жидкая фаза может существовать при давлении более низком, чем давление тройной точки. Кривая 2 равновесия твердая фаза - пар позволяет определять параметры, при которых возможны процессы сублимации и десублимации. [c.551]

Кинетика процесса. Скорость процесса сублимации определяется количеством теплоты, подведенной к поверхности фазового перехода. При подводе энергии к поверхности раздела газ - твердое вещество динамическое равновесие нарушается и количество молекул вещества, переходящих в газовую фазу, превышает количество десублимнрущихся молекул. Скорость процесса J так же, как и в случае фазового перехода пар - жидкость, определяется по уравнению Герца - Кнудсена [c.552]

Общие условия равновесия (190). 5-6-2. Уравнение Клатмфома — Клаузиуса (192). 5-f,i-3. Плавление (192). 5-0-4. Парообразование (197). >(>-5. Сублимация (207). 5-6-6. Критическая точк.а (207). 5-6-7. Теплофизнчеекие свойства воды и водяного пара (2. 5) [c.140]

В.1. Газ и жидкость. Газом называют агрегатное состояние вещества, в котором его частиггы не связаны или очень слабо связаны силами взаимодействия и движутся хаотически, заполняя весь предо ставленный им объем. Любое вещество можно перевести в газообразное состояние, подобрав соответствующие величины давления р и температуры Т. Возможную область существования газообразного состояния изображают в переменных р — Т (рис. В. Г). При температуре ниже критической Тк эта область ограничена кривыми сублимации (возгонки) I и парообразования П. Последнее означает, что при любом значении давления ниже критического Рк существует температура Г, выше которой вещество становится газообразным. При температурах ниже температуры Гр тройной точки газ может находиться в равновесии с твердой фазой вещества (на кривой I), а между тройной и критической точкой К — с жидкой фазой. Газ в этом состоянии называют паром вещества. При Т > граница газообразной области условна, так как при этих температурах превращения не происходят. [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...