Условие равновесия многофазных систем

В наиболее общем виде условия равновесия многофазных и многокомпонентных систем были рассмотрены Гиббсом [452]. Мы обсудим применение его метода к однокомпонентной двухфазной системе. Любая система будет находиться в равновесии, если вариации энергии Е и энтропии S исчезают [c.161]

ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ — термодинамич. равновесие многофазной системы (см. Термодинамическое равновесие). Условия Ф. р. в изолированной системе состоят в одинаковости условий существования каждой ее фа Ы (давление р и темп-ра Т во всех фазах должны быть равны) и в одинаковом значении хим. потенциала ц каждого из компонентов во всех сосуществующих фазах. Первые 2 условия Ф. р. отвечают. [c.280]

Критерий равновесия, выраженный через свободную энергию Гельмгольца уравнением (8-22), может быть выражен и через другие термодинамические функции при различных ограничительных условиях. Применяя уравнения (7-51) — (7-54) для гомогенных растворов к одной фазе j многокомпонентной многофазной системы, получаем следующие соотношения [c.245]

Опуская вывод, приведем условия равновесия в многофазной системе. [c.85]

РАВНОВЕСИЕ (статистическое характеризует замкнутую систему многих частиц, в котором средние значения физических величин, характеризующих систему, не зависят от времени термодинамическое — состояние замкнутой системы, в которое она самопроизвольно переходит спустя достаточно большой промежуток времени устойчивое обычно восстанавливается при малых нарушениях вследствие диссипации энергии фазовое—одновременное сосуществование термодинамически равновесных фаз в многофазной системе химическое— состояние системы, характеризуемое постоянством концентраций химически реагирующих между собой компонентов) РАДИОАКТИВНОСТЬ (есть самопроизвольное превращение одних атомных ядер в другие, сопровождаемое испусканием элементарных частиц естественная наблюдается у ядер, существующих в природных условиях искусственная происходит искусственно посредством ядерных реакций) РАДИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ — люминесценция, возбужденная радиоактивным или рентгеновским излучением РАДИО- [c.268]

Влияние температуры на состав пара расслаивающихся растворов. Вопрос может быть решен на основании раскрытия условий равновесия трехфазных систем [ПО] или же с помощью метода описания свойств многофазных систем [111], суть которого состоит в том, что несколько фаз гетерогенной системы рассматривают формально как одну фазу. [c.55]

Выражения (31.6) — (31.9) описывают условия равновесия в сложной, многофазной и многокомпонентной системе. Им эквивалентна система уравнений [c.210]

Равновесие всей системы должно однозначно определяться ее объемом и энергией, в частности при данных энергии и объеме должно получиться совершенно определенное количество вещества в каждой фазе, п и П2- Хотя заранее известно, что температура и давление будут везде одинаковы, мы не будем предполагать этого и рассмотрим такие состояния, в которых в каждой фазе свое давление и своя температура, а распределение вещества по фазам произвольно. Тогда яснее проявится природа условий равновесия, характерных для многофазных систем. Подобного рода состояния будут характеризоваться температурами и давлениями обеих фаз и числами молей вещества в каждой из них. Общий же объем, энергия и число молей во всей системе заданы и неизменны. Учитывая, что энергия и объем однородных масс пропорциональны числу молей содержащегося в них вещества, получим [c.129]

Чистое вещество может находиться в различных агрегатных состояниях (твердом, жидком или газообразном). Кроме того, в твердом (кристаллическом) состоянии вещество может иметь различную кристаллическую структуру, причем различные структурные состояния, называемые аллотропическими модификациями, обладают при одинаковых давлении и температуре различными термодинамическими свойствами. При определенных условиях различные агрегатные состояния чистого вещества и различные его аллотропические модификации могут сосуществовать друг с другом в равновесии, образуя единую термодинамическую систему. Как уже отмечалось, эта система является гетерогенной, причем отдельные ее гомогенные части представляют собой фазы. Система, содержащая две и более фазы, называется многофазной. В настоящей главе будут рассмотрены термодинамические свойства многофазных систем, состоящих из одного чистого вещества. Вначале будут рассмотрены случаи равновесия между двумя фазами. [c.23]

С учетом предьщуш их выводов можно сформулировать условия равновесия многофазной системъг равенство химических потенциалов фаз, минимальное значение характеристической функции системы и максимальное значение ее энтропии. [c.40]

Полученные условия фазового равиовсспя позволяют сформулировать правило фаз Гиббса. Оно определяет то максимальное количество переменных, которое может быть задано произвольно при описании многокомпонентной многофазной системы. Это число переменных, называемое числом степеней свободы и обозначаемое f, может быть найдено из следующих соображений. Если рассматривать все т фаз системы вначале независимо друг от друга, то для однозначного задания их свойств потребуется 2 + ni(n—1) переменных. Здесь 2 — это одинаковые во всей системе параметры р и Т, а (п—1)—число независимых (концентраций при числе компонент, равном п (гл. 8). Но не все эти переменные в действительности независимы. В условиях фазового равновесия они связаны равенствами (9-8). Нетрудно Видеть, что условия (9-8) накладывают на исходные переменные п(т—1) дополнительных связей [но числу равенств, содержащихся в (9-8)]. Тогда действительно независимымн останутся f переменных, где [c.161]

Найдем число степеней свободы или, что то же самое число независимых параметров многокомпонентной многофазной системы в условиях равновесия. Для определеняя химического состава системы достаточно /г(р — 1) условБй, поскольку для химического состава каждой фазы г выполнено условие [c.88]

В основе правила фаз лежит известный принцип число произвольно выбираемых параметров равно общему их числу минус число уравнений, связывающих параметры между собой. Состояние каждой фазы определяется температурой, давлением и составом. В общем случае в каждую фазу входят все п компонентов, поэтому состав задается п—1 мольными концентрациями (последняя концентрация есть дополнение до единицы). Для всех г фаз системы имеем параметры г п—1), р, Т. Число уравнений определяется условием (4.37) химический потенциал любого компонента в каждой фазе должен иметь одно и то же значение. При невыполнении этого условия равновесие будет нарущено переносом массы компонента в фазу с меньшим значением химического потенциала. Число уравнений, следовательно, равно п г— ). Число степеней свободы многокомпонентной многофазной системы равно =г п—1)-1-2— —п г—1)=л—г- -2. Подчеркнем, что [ — число произвольно изменяемых параметров, при изменении которых сохраняется равновесие системы. [c.258]

В основе Г. п. ф. лежит предположение, что каждой фазе соответствует свой термодинамический потенциал (напр., энергия Гиббса) как ф-ция независимых термо-динамич. параметров. Фазу можно определить как однородную совокупность масс, термодинамич, свойства к-рых одинаково связаны с параметрами состояния, Г. п. ф. есть следствие условий термодинамич. равновесия многокомпонентных многофазных систем, т. к. число независимых термодинамич. переменных в равновесии не должно превышать числа ур-ний для них. Макс. число сосуществующих фаз достигается, когда число переменных равно числу ур-ний, определяющих термо-дииамич. равновесие. Г. п. ф. задаёт число независимых переменных, к-рые можно изменить, не нарушая равновесия, т. е. число термодинамич, степеней свободы системы /= +2—гЭгО. Число / наз. числом степеней свободы или вариантностью термодинамич. системы. При f=0 система наз. ин(нон)вариантной, при f=l — моно(уни)вариаптной, при /==2 — ди(би)ва-риантной, при — поливариантной. Г. п, ф, справедливо, если фазы однородны во всём объёме и имеют достаточно большие размеры, так что можно пренебречь поверхностными явлениями, и если каждый компонент может беспрепятственно проходить через поверхности раздела фаз, т. с. отсутствуют полупроницаемые перегородки. Цифра 2 в Г, п. ф. связана с существованием 2 переменных (темн-ры и давления), одинаковых для всех фаз. Если на систему действуют внеш. силы (напр., электрич. или маги, поле), то число степеней свободы возрастает па число независимых внеш. сил. При рассмотрении фазового равновесия в системах с дисперсной жидкой фазой необходимо учитывать силы поверхностного натяжения. В этом случае число степеней свободы возрастает па единицу и Г. п. ф. выражается соотношением л+3—гЭгО. [c.451]

Дробление дисперсных включений кардинально влияет па процессы менЕфазного обмена в многофазных средах. От условий его реализации сильно зависят длины релаксационных зон уста-новленпя термодинамического равновесия между фазами, интенсивность выделения энергии в условиях горения взвешенного жидкого топлива, структура и распространение ударных и детонационных волн в газокапельных системах и т. п. [c.165]

Явление нелинейной резонансной вибрационной устойчивости и перемешивания многофазных сред в слабых и сильных гравитационных полях. В качестве модели рассмотрим многофазную среду жидкость—пузырьки—твердые частицы, помещенную в цилиндрический бак, при вертикальных вибрационных воздействиях. Исследование, проведенное с помощью нэтоженной выше методики, а также серия целенаправленных экспериментов [5, 10, 13] позволили выявить устойчивый режим дви- кения, при котором часть пузырьков локализуется в определенной области течения, образуя газовое скопление, а другие мелкодисперсные элементы совершают чрезвычайно интенсивное периодическое движение, способствующее быстрому перемешиванию среды. Механизм этого явления раскрыт в работах [5, 10, 13], в которых показано, что оно обусловлено возникновением в среде перемещающихся вследствие изменения динамических характеристик системы областей устойчивого и неустойчивого равновесия мелкодисперсных элементов среды. Это явление в земных условиях неразрывно связано с резонансными колебаниями вибрационно-стабилизированных внутри среды локальных газовых скоплений, а в условиях ослабленной гравитации оно может осуществляться с резонансными колебаниями и разрушением свободной поверхности объема, занятого многофазной средой [c.113]

Обобщение приведенной схемы на общий случай фильтрации многофазной и многокомпонентной смеси, проходящей в условиях локального термодинамического равновесия, было выполнено в работах Ю. П. Желтова и М. Д. Розенберга (1962), В, Н. Николаевского (1963). Соответствующие уравнения (для двухфазной смеси) баланса масс компонент в системе в целом имеют вид [c.637]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...