Фазовое равновесие газов в жидкости

О фазовых превращениях твердое тело — жидкость и жидкость— газ можно сказать буквально то же с мое, что было сказано в предыдущем параграфе о фазовом переходе твердое тело—газ. Они тоже являются переходами I рода и сопровождаются конечными скачками объема, внутренней энергии и энтропии. На плоскости (РТ) эти переходы изображаются соответствующими кривыми фазовых равновесий твердое тело — жидкость, АВ, и жидкость — газ, АС (рис.6.За). Точку А, в которой пересекаются линии ОА, АВ и АС, называют тройной точкой. При давлении Р. и температуре Г. находятся в равновесии твердая, жидкая и газообразная фазы. [c.123]

При температурах, больших, чем в точке К, фазовый переход жидкости в пар или обратно не происходит. Эта конечная точка кривой фазового равновесия жидкость—газ (или что то же самое — жидкость—пар ) получила название критической точки, а соответствующие ей значения температуры и давления — критической температуры T и критического давления вещества. Следовательно, при температуре выше критической сжижение газа, т. е. превращение газа в жидкость, невозможно. [c.129]

В случае г = 1 получим N = 2к свободно меняющимися параметрами являются Т, Р. В слу 1ае г = 2 мы имеем кривую равновесия двух фаз и = 1 это значит, что из переменных Т к Р только одна может быть задана произвольно. Действительно, на кривой фазового перехода температура перехода есть функция давления и наоборот. Например, если речь идет о равновесии газа и жидкости, то давление насыщенного пара есть функция температуры — Р ас = f Ty, если речь идет о равновесии жидкой и твердой фаз, то температура плавления есть функция давления — Гпл =/2 (Г ). [c.156]

Знание фазового и объемного поведения газов и газовых смесей при высоких давлениях имеет большое значение и для теории и для практики. Известно, что открытие взаимной ограниченной растворимости газов позволило, например, объяснить происхождение максимумов растворимости газа в жидкости и жидкости в газе и создать обш ую картину фазовых равновесий. [c.118]

При изменении состояния тела вдоль линии аЬ (рис. 4.4), пересекающей кривую равновесия фаз АВ, в точке пересечения С происходит распад вещества на две фазы или расслоение фаз с последующим превращением одной фазы в другую. Следует отметить, что при достаточно осторожном изменении состояния жидкости или газа расслоения фаз при переходе через кривую фазового равновесия может иногда не наступать, так что тело будет оставаться однородным (т. е. в виде первоначальной фазы) и в той области, где оно должно было бы распасться на две фазы. [c.128]

Вблизи критической точки от жидкости к газу (например, из точки а к точке Ь) и обратно креме перехода по пути аЬ (рис. 4.6), пересекающему кривую фазового равновесия и сопровождающемуся фазовым превращением в точке с, можно осуществить еще и непрерывный переход по некоторой линии айЬ, огибающей критическую точку К- [c.129]

Так как линия айЬ нигде не пересекает кривую фазового равновесия, то ни в одной из точек этой линии фазового превращения не происходит, т. е. вещество все время остается однородным, и тем не менее начальная и конечная точки ее а и Ь соответствуют разным фазам начальная — жидкости, а конечная — газу. Указать, где произошел переход от жидкости к газу в этом случае, т. е. разграничить жидкое и газообразное состояние при температурах, больших критической температуры, не представляется возможным. [c.129]

Рис. 4.7 и 4.8 дают представление о типичном ходе всех трех линий фазового равновесия в области основной тройной точки. Линия фазового равновесия жидкость—газ имеет всегда меньший угловой коэффициент в тройной точке, чем линия фазового равновесия кристалл—газ . [c.131]

Скачок теплоемкостей. При переходе через кривую фазового равновесия из двухфазной области в область однородного состояния вещества теплоемкость Ср изменяется от оо до значения теплоемкости в однородном (т. е. жидком или газообразном) состоянии. Другими словами, скачок теплоемкости Ср при переходе через кривую фазового равновесия жидкость—газ равняется бесконечности. [c.273]

В любой точке каждой из кривых фазового равновесия (жидкость—газ, кристалл—жидкость, кристалл—газ) на- [c.212]

Линия фазового равновесия жидкость—газ имеет всегда меньший угловой коэффициент в тройной точке, чем линия фазового равновесия кристалл—газ. [c.213]

На рис. 1.4 представлена р, -диаграмма, на которой изображены линии фазового равновесия между твердой, жидкой и газообразной фазами для СОг. Такие диаграммы носят название фазовых диаграмм. Каждая точка кривых этих диаграмм соответствует состоянию равновесия двух фаз. В точках кривой ТС равновесно существуют твердое тело и жидкость, и соответственно эту кривую называют линией плавления — разового перехода из твердой фазы в жидкую. В точках кривой ТК равновесно сосуществуют жидкость и пар (газ), и эта кривая [c.10]

Рабочее тело (или термодинамическая система), равновесное состояние которого вполне определяется значениями двух независимых переменных-функций состояния (например, р п v, р ц Т, Т и s и т.п.), называется простым телоМ (или простой системой). Примерами простых тел являются газы, пары, жидкости и многие твердые тела при условии, что эти вещества находятся в термодинамическом равновесии и не подвержены действию химических и -фазовых превращений, электромагнитных и гравитационных полей и сил поверхностного натяжения (или подвержены в такой незначительной степени, что влиянием этих факторов можно пренебречь). [c.12]

В том случае, когда степень неоднородности двухфазной смеси (размер частиц дисперсной фазы и расстояние между частицами) меньше длины волны возмущения, по отношению к волне среда ведет себя как непрерывная. При этом для определения скорости звука можно воспользоваться уравнением Лапласа = (Эр/0p)j. При распространении акустических волн в однофазной среде имеет место явление дисперсии, проявляющееся в зависимости скорости звука от частоты звуковой волны. Зависимость эта молекулярной природы. Говоря о дисперсии скорости звука в двухфазной среде, можно отметить, по крайней мере, две формы ее проявления. Первая характерна для двухфазной среды в целом и связана с тремя происходящими в ней релаксационными явлениями с процессом массообмена между фазами - фазовым переходом, процессом теплообмена - выравниванием температур между фазами и процессом обмена количеством движения — выравниванием скоростей между фазами. Даже в случае равновесной двухфазной среды при распространении в ней звуковой волны равновесие между фазами нарушается и в ней протекают релаксационные процессы. Вторая форма возникает из-за дисперсии звука в среде-носителе и природа ее та же, что дисперсии в однофазной жидкости. Для нее характерна область высоких частот, когда длительность существования молекулярных ансамблей в жидкости или в газе соизмерима с периодом звуковой волны. [c.32]

Рассмотрим условия фазового равновесия для случая, когда на каждую из двух сосуществующих фаз действуют различные давления. Такие случаи нередко встречаются на практике, например при давлении инертного газа на жидкость при такой температуре, когда давление пара над этой жидкостью сравнительно невелико. Очевидно, что в этом случае пар с хорошим приближением можно рассматривать как идеальный газ, на свойства которого присутствие инертного газа никак не влияет. С другой стороны, инертный газ передает свое давление жидкости. Таким образом, давление в жидкости и в ее паре будут различными. [c.147]

Выясним, каковы условия термодинамического равновесия в изолированной системе с неодинаковыми давлениями фаз. Рассмотрим случай фазового равновесия жидкость—пар, когда дополнительное давление на жидкость создается инертным газом (можно показать, что получающиеся в результате такого рассмотрения выводы будут справедливы и для случаев, когда дополнительное давление создается другими способами). [c.147]

Поскольку воздух является смесью газов, его поведение в состоянии фазового равновесия сложнее поведения чистого вещества. Изобары и изотермы воздуха в двухфазной области не совпадают, и проекция каждой из кривых фазовых переходов на плоскость р, Т изображается двумя кривыми. В частности, кривая равновесия жидкость — пар изображается кривыми начала кипения и начала конденсации. [c.19]

В разд. 2 даны основные законы термодинамики и указаны важнейшие сферы их применения, рассмотрены фундаментальные определения, обеспечивающие понимание общности методов термодинамики для анализа различных явлений, включая реальные процессы теплоэнергетики. Описаны основные термодинамические свойства твердых тел, жидкостей и газов, представлены дифференциальные уравнения термодинамики, устанавливающие взаимосвязи между этими свойствами. Рассматриваются общие условия равновесия различных видов термодинамических систем, включая фазовое равновесие. Приводятся уравнения для расчета термодинамических свойств газовых смесей, в том числе для влажного воздуха. [c.7]

УСТАНОВКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СЖИМАЕМОСТИ ГАЗОВ И ФАЗОВЫХ РАВНОВЕСИЙ ЖИДКОСТЬ-ПАР В БИНАРНЫХ И МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ [c.56]

С целью получения достоверных данных о сжимаемости чистых газов к газовых смесей и о фазовых равновесиях жидкость—пар в бинарных и многокомпонентных системах в диапазоне температур 90—425 К и давлений до 200-10 Н/м , необходимых для аттестации газовых смесей по составу, изготовлены и исследованы четыре установки. Установки основаны на использовании разработанных унифицированных узлов и деталей, специальных устройств, а также измерительной и вспомогательной аппаратуры. [c.56]

Кроме этого, на основании разработанного метода найден ряд обобщенных температурных зависимостей термодинамических функций на линии фазового равновесия жидкость—пар. Получена обобщенная зависимость для расчета давления насыщенных паров [22, 24] при температурах, соответствующих давлению насыщения от 1 кПа до критического со средней ошибкой 1%. Для теплоты парообразования выведенная обобщенная зависимость [25] описывает экспериментальные данные в диапазоне Tr = = 0,50-ч-0,95 со средней ошибкой 1—3%. Полученные обобщенные зависимости для плотности пара и жидкости на кривой сосуществования в диапазоне приведенных температур описываются со средней ошибкой в 1% [26, 27]. Так как многие известные методы расчета теплофизических свойств газов и жидкостей требуют для своего расчета знание теплоты парообразования и плотности жидкости при нормальной температуре кипения, то были получены простые и точные обобщенные зависимости для расчета этих свойств [28]. [c.96]

Установки для исследования сжимаемости газов и фазовых равновесий жидкость—пар в бинарных и многокомпонентных системах. Р о ж н о в М. С., Б у т к о В. М., Д и д о в и- [c.120]

Аналогичные рассуждения можно привести и для других фазовых равновесий. Для них также будет существовать кривая равновесия, ход которой определяется уравнением Клапейрона-Клаузиуса. Однако равновесие жидкость - газ выделяется среди других существованием так называемой критической точки. Дело здесь в следующем. [c.139]

Современная техническая термодинамика широко использует и применяет для исследования тепловых двигателей выводы общей и химической термодинамики. Без конкретных знаний физических свойств газов и жидкостей и закономерностей взаимного превращения их невозможен, например, термодинамический анализ действия паровой машины или паровой турбины, а без знания свойств растворов — анализ работы некоторых типов холодильных машин. Поэтому в настоящем курсе приводятся основные сведения, касающиеся свойств реальных веществ, условий фазового и химического равновесия, свойств растворов и т. д. [c.8]

В этом уравнении функции Fi и Fo зависят от критического показателя а и выражений для псевдоспинодали Гн(р) и кривой фазового равновесия, которые учитывают закономерности, вытекающие из масштабной теории. Характер функции Т н(р) устанавливается из анализа выражения для v, из которого следует, что псевдоспинодаль Гн(р) и кривая фазового равновесия (р) в критической области ведут себя одинаковым образом. Авторы [193] полагают, что предложенный ими подход дозволяет разработать уравнение состояния газа и жидкости, которое отвечает требованиям, предъявляемым к единым урав- ниям, и учитывает особенности критической точки. [c.129]

В XX в. наиболее актуальной задачей становится разработка теории течения и истечения паров и газов в связи с широким развитием паровых турбин. Исследуются термодинамические свойства паров, жидкостей, твердых тел. Появляются десятки уравнений состояния вещества, изучаются фазовые равновесия и фазовые превращения, ведется исследование электрических и магнитных процессов лучистой энергии, химических реакций, термодинамики реальных тел. Указанные области исследований термодинамики неразрывно связаны с именами Ван-дер-Ваальса, Дюгема, Г. Кирхгофа, М. Планка, Л. Больцмана, В. Гиббса, Н. С. Курнакова, М. П. Вукаловича, И. И. Новикова, Н. И. Белоконя, В. А. Кириллина и других ученых. [c.4]

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]

Уравнения (4-33) — (4-37) имеет смысл привлекать к расчету процесса, начиная от тех сечений канала, в которых возникает интенсивное образование устойчивых зародышей, сопровождающееся заметным выпадением конденсата, и кончая местом, где завершается скачок конденсации и система жидкость—пар переходит в термодинамически равновесное состояние. С момента восстановления термодинамического равновесия в потоке перестают быть действительными уравнения (4-36), (4-36 ), а также выражения для определения скорости зародышеобразования, относящиеся к явлениям, происходящим в перенасыщенном паре. Уравнения же (4-33) — (4-35) без дополнительных связей, характеризующих междуфазовый обмен массой, не образуют замкнутой системы. В условиях фазового равновесия и совпадения скоростей паровой и конденсированной составляющих потока можно парожидкостную среду рассматривать как единую систему. Процесс изоэн-тропийного течения такой термодинамически равновесной системы полностью описывается приведенными в 3-3 уравнениями (3-7) — (3-9), к которым следует присоединить уравнение кривой упругости Т = f (р). Заметим, что система уравнений (3-7) — (3-9) свободна от такого допущения, заложенного в основу вывода зависимости (4-33) — (4-35), как отождествление свойств пара и идеального газа. [c.155]

ХЬзер на жидкости с тепловой нелинейностью. Наиболее универсальной нелинейностью является тепловая, обусловленная изменением показателя преломления среды при ее нагреве. Очевидно, что такой нелинейностью обладают все среды, но наиболее шльной эта нелинейность бывает в жидкостях и газах, что связано с перераспределением плотности среды при ее неоднородном нагреве. Процесс же перераспределения плотности протекает за конечное время, определяемое при невысоких перепадах температур скоростью распространения звука. Поэтому изменение с температурой показателя преломления жидкости или газа описьшается двумя константами изохорической (дп/ЬТ)г и изобарической (дп/дТ)р. Вторая из этих констант измеряется в равновесии, когда после нагрева произошло выравнивание давления, и хорошо известна для разных сред. Первая же константа (изохорическая) не измерена, и известно лишь, что она меньше второй. Типичные значения (Эи/ЭГ) для изотропных жидкостей имеют порядок 10 К . Еще большие величины наблюдаются у анизотропных жидкостей-нематических жидких кристаллов dnjdT)p 10 К . В этом случае большая нелинейность обусловлена в основном зависимостью параметра порядка кристалла от температуры. Именно изменение параметра порядка (особенно вблизи фазового перехода) приводит к такому большому изменению показателя преломления ориентированного нематического жидкого кристалла. [c.185]

Реальные жидкости не обладают симметрией решеточного I asa, и это наиболее заметно выражается в том, что диаметр кривой фазового равновесия р =(рж+Рг)/2 не совпадает с кри-т ической изохорой и проявляет слабую сингулярность при подходе к критической точке. В решеточном газе флуктуации плот- ости и энергии на критической изохоре статистически независимы, в то время как для реальных жидкостей должны существовать поправки, связанные с отсутствием в них инвариантности энергии относительно изменения знака параметра порядка, следствие этого в жидкостях коррелятор плотность — энергия [c.113]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...