Химически однородные системы

ХИМИЧЕСКИ ОДНОРОДНЫЕ СИСТЕМЫ [c.328]

Химически однородные системы 1 (1-я) - [c.328]

Химически однородная система—термодинамическая система, состоящая из одного химически индивидуального вещества. Пример жидкая вода и пар над ней и т. п. [c.379]

Основными параметрами состояния химически однородной системы являются удельный объем V, занимаемый единицей массы вещества, давление р и температура Т. [c.124]

Компонентом термодинамической системы называют всякое химически однородное вещество. [c.16]

Термодинамические функции неравновесной системы если они существуют, т. е. являются измеримыми в принципе) могут зависеть от большего числа аргументов, чем при равновесии той же системы. Например, любое внутреннее свойство Y однородной системы, внешними переменными которой являются объем V и набор количеств компонентов п, при равновесии согласно исходным постулатам можно представить как функцию состояния Y=Y U, V, п). Если же система химически неравновесная, то с помощью рассмотренного выше приема торможения химических реакций, при котором каждое вещество становится компонентом системы, это же свойство выражается в виде У= = Y U, V, п), где п — количества составляющих веществ. Число компонентов в однородной системе не может превышать числа составляющих (см. (1.4)) Поскольку и равновесная и неравновесная системы имеют в данном случае одинаковые внешние переменные (запись Y U, V, п, п ), где в набор п не включены компоненты, совпадает с Y U, V, п)), дополнительные избыточные) переменные неравновесной системы являются ее внутренними переменными. [c.37]

Это соотношение часто применяется при расчетах химических равновесий в однородных системах. [c.69]

При известной характеристической функции все свойства однородной системы, зависящие от аргументов этой функции, должны выражаться в явном виде через нее и ее частные производные. Большинство необходимых для этого соотношений вытекают из фундаментальных уравнений и уже рассмотрено в предшествующем 9. Например, если известна энергия Гиббса системы, то ее объем находится с помощью (9.56), энтропия— с помощью (9.55), химические потенциалы веществ — [c.89]

Уравнение (1.9) в пространстве отображает поверхность, которая характеризует всевозможные равновесные состояния химически однородной термодинамической системы. [c.18]

Химический потенциал. Термодинамические потенциалы П V, 5), 1 р, 8), Г (Г, V), Ф р, Т) являются аддитивными величинами. Поэтому для однородной системы они должны быть пропорциональны массе тела [c.105]

Удельный термодинамический потенциал ф (р. Г), представляющий со-собой отнесенную к единице массы энергию Гиббса однородной системы, называется химическим потенциалом. [c.105]

Локальные флуктуации приводят к нарушению термического механического, диффузионного (химического) равновесия. Нарушение термического равновесия связано с локальными флуктуациями температуры, нарушение механического равновесия — с флуктуациями давления. Диффузионное равновесие нарушается вследствие флуктуаций химического потенциала, которые для термически и механически однородной системы обусловлены локальными флуктуациями концентраций компонентов. Если система находится в состоянии устойчивого равновесия, то последующая временная эволюция возникшей флуктуации приводит к возврату системы в равновесное состояние. Согласно гипотезе Онзагера,. пространственно-временная эволюция флуктуаций в среднем описывается законами неравновесной термодинамики ( 7.7). Таким образом, флуктуации позволяют охарактеризовать устойчивость состояния равновесия по отношению к непрерывным изменениям состояния системы и, кроме того, получить информацию о некоторых свойствах динамических характеристик неравновесных процессов. [c.150]

Как уже отмечалось, состояние простейшей однокомпонентной однородной системы определяется двумя независимыми параметрами. Если в качестве параметров состояния такой системы принять давление и температуру, то все удельные свойства и, в частности, химический потенциал есть функции этих параметров. Таким образом, [c.25]

Гомогенные системы—это такие, которые не имеют поверхностей раздела между их любыми частями (смеси газов, жидкие и твердые растворы химически однородные тела в одном агрегатном состоянии твердом, жидком, газообразном). [c.79]

Другой известный способ улучшения химической однородности слитков — высокотемпературный (гомогенизирующий) отжиг. В системах с неограниченной или частичной растворимостью компонентов продолжительный отжиг приводит к выравниванию химического состава и уменьшению анизотропии свойств, позволяет существенно улучшить пластичность тех сплавов, которые хрупки в литом состоянии. Так, ниобий с содержанием 0,25— [c.502]

Удельный термодинамический потенциал ((f p, Т), представляющий собой отнесенный к единице массы изобарный потенциал однородной системы, называется химическим потенциалом. Он равен [c.115]

Если мы имеем дело с физическими смесями, в которых не протекают химические реакции и состав систем постоянен, то в таких системах составные части одновременно являются и компонентами. Например, Nj и СО Н и Не и т. д. В системах, в которых происходят химические реакции, компонентом называется такая составная часть системы, содержание которой в системе не зависит от содержания других составных частей. Составной частью химической системы называется химически однородное вещество, которое может быть выделено из системы и существовать в изолированном виде. [c.139]

Удельный термодинамический потенциал фх (р, Т), представляющий собой отношение изобарного потенциала Ф(р, Т) однородной системы к единице массы вещества, называется химическим потенциалом. Он равен [c.14]

Уравнение Клапейрона может быть использовано и для расчета реальных химически однородных газов, которые в большинстве технических устройств ведут себя как идеальные. Поэтому результаты расчетов по (8.1) не дают значительных отклонений от опытных данных. Таким образом, для химически однородной термодинамической системы зфавнение (8.1) однозначно определяет ее состояние, а так как (8.1) связывает три параметра р, го, Т), то, имея значения двух из них, третий параметр состояния можно найти. [c.87]

Все знают, что при 0°С в уличных лужах появляются кусочки льда. Первоначально однородная система — жидкая вода —распадается на две части. Их называют двумя разными фазами химического соединения Н2О. Если воду нагреть до 100 °С, то же самое соединение предстанет в виде третьей фазы — водяного пара. [c.26]

Гетерогенная система — макроскопически неоднородная термодинамическая система, состоящая из различных по физическим свойствам или химическому составу частей (фаз). Смежные фазы гетерогенной системы отделены друг от друга физическими поверхностями раздела, на которых скачком изменяется одно или несколько свойств системы (состав, плотность, кристаллическое строение, электрические и магнитные свойства и др.). Примером гетерогенной системы являются композиционные материалы, в которых компоненты отличны по составу, строению, свойствам. Различие между гетерогенной и гомогенной (однородной) системами не всегда четко выражено. Так, переходную область между гетерогенными механическими смесями (взвесями) и гомогенными (молекулярными) растворами занимают коллоидные растворы, в которых частицы растворенного вещества столь малы, что к ним неприменимо понятие фазы. [c.25]

Сплавы — макроскопически однородные системы, полученные из двух или более сортов атомов (молекул) металлов, неметаллов, оксидов, органических веществ и др. Химические элементы, образующие сплав, называют компонентами. В общем случае сплавы не являются механической смесью компонентов. [c.36]

Условием термодинамического равновесия в сложных изолированных однородных системах является одинаковость температур, давлений и обобщенной силы Условия фазового равновесия (см. п. 2.3.1) дополняются условием равенства обобщенных сил в сосуществующих фазах. Следует иметь в виду, что выражение для химического потенциала сложной системы g имеет вид [c.157]

Химическое равновесие в однородной системе. Закон действующих масс [c.157]

В диффузионной системе отдельные химически однородные частицы перемещаются с различными скоростями. Пусть Vt обозначает скорость i-й частицы по отношению к неподвижным координатным осям. Под словом скорость понимается не скорость отдельной частицы, а сумма скоростей частиц внутри небольшого элемента объема. Тогда для смеси п частиц массовая средняя скорость запишется следующим образом [c.9]

В случае устойчивого состояния химически реагирующей системы должна существовать также однородность третьей характеристики, описывающей обмен энергией между соседними макроскопическими частями системы. Это свойство химически реагирующего вещества называется химическим потенциалом. Например, как будет показано в гл. 19, в жидкой системе, образованной смесью реагирующих химических компонентов, химический потенциал каждого отдельно взятого компонента будет иметь одно и то же значение в каждой точке системы, находящейся в устойчивом состоянии, хотя химические потенциалы различных компонентов будут различаться между собой. Однако следует отметить, что наличие такой меры макроскопической однородности в химически реагирующей системе не исключает возможности разной степени химической агрегации вещества в соседних частях системы. Иными словами, система, состоящая из твердой, жидкой и газообразной фаз, может тем не менее находиться в устойчивом состоянии , если все три характеристики (давление, температура и химический потенциал) однородны. Обычно говорят, что однородность этих характеристик обеспечивает соответственно механическое, тепловое и химическое равновесия. [c.40]

Гомогенная, т. е. физически однородная, система может состоять из частиц различных сортов. В ней могут происходить химические реакции, явления диссоциации и ассоциации, полимеризации и деструкции и т. д. Обш,ая черта всех этих процессов, которые далее будем назы- [c.206]

Неодинаковость плотности вещества в системе вызывает переход частиц в направлении, противоположном градиенту плотности. В этом состоит явление диффузии в однородной по химическому составу системе. На основании опытных данных для явления диффузии было найдено [c.229]

Важным частным случаем распределения (2.2.75) является квазиравновесное распределение для пространственно однородной системы, в которой идут химические реакции. Если температуры реагентов и продуктов реакции выравниваются достаточно быстро, то квазиравновесное распределение можно записать как [c.103]

Система, состоящая из химически однородной жидкости. В такой системе можно измерять температуру t, объем V и давление р. Температура может быть измерена термометром, соприкасающимся с системой в течение времени, достаточного для наступления теплового равновесия. Как известно, температура, определенная каким-либо специальным термометром (например, ртутным), зависит от индивидуальных свойств использованного в нем вещества. В данном случае условимся проводить все измерения температуры однотипными термометрами, чтобы результаты можно было сравнивать. [c.7]

Система, состоящая из химически однородного твердого тела. В этой системе для определения состояния, кроме температуры X и объема V, мы должны задать напряжения, различные по различным направлениям. Однако обычно предполагается, что твердое тело подвергается всестороннему сжатию. Поэтому необходимо, как и в жидкости, определить лишь величину давления. [c.10]

Система состоящая из химически однородного твердого тела, 9 [c.136]

Возьмем теперь термически неоднородную систему с током и найдем изменение энергии рдЕ1дТ в единицу времени в единице объема такой химически однородной системы. Согласно уравнению (2.26) при подстановке в него выражений для / и из (2.32) и (2.33) в случае постоянного или медленного изменяющегося тока (когда (Иу/ = 0) получаем [c.26]

Следует отметить, что в однородной системе процесс при постоянных объеме и температуре может быть только неравповесным, так как в противном случае состояние системы полностью определялось бы заданием удельного объема и температуры и никакие процессы в этих условиях протекать не могли (система находилась бы в состоянии равновесия). Реально процессы при неизменных V п Т могут осуществляться, например, при протекании химической реакции в смеси реагирующих друг с другом веществ, при растворении веществ и др. [c.147]

Выражение (7.18) было получено для обратимых процессо1В в однородных системах. Если же в такой системе происходят необратимые химические реакции, то, как нетрудно заметить, в прежних выводах надо заменить знак равенства в (7.15) на неравенство, так как согласно второму закону энтропия изолированной системы должна в этом слунае возрастать, т. е. [c.70]

Изотермы упорядоченной и однородной фаз различаются на 10%. Поэтому переход между ними возможен. Для того чтобы провести линию сосуществования двух фаз, необходимо использовать термодинамическое рассмотрение. При сосуществовании двух фаз их химические потенциалы должны быть равны, а так--же должны быть равны давления. Для однородной фазы известно абсолютное значение энтропии, а значит, и химического потенциала, а также выражение для давления с. высокой точностью 1%. Для периодической же структуры энтропия определяется путем интегрирования с. точностью до аддитивной постоянной. Для ее определения рассматривается система, в которой не может происходить фазовый переход. Предполагается, что центр частицы не может выходить за пределы элементарной ячейки объемом п=1//Л при всех плотностях. При этом частицы при достаточно больщих V будут сталкиваться как с соседними частицами, так и со стенками ячейки. При больших плотностях частица в основном будет сталкиваться с соседними частицами, а при малых — в основном со стенками ячейки. Наличие стенок будет препятствовать разрушению упорядоченной структуры при малых плотностях. Для малых плотностей можно точно рассчитать термодинамические свойства искусственной ячеечной системы, а также однородной системы. При высоких плотностях введение ячеек не играет роли, так как оно не дает дополнительного вклада в коллективную энтропию. В настоящее время считается неправомерной существовавшая ранее точка зрения, чго коллективная энтропия появляется при плавлении. Экстраполяция упорядоченной структуры через область метастабильности в область малой плотности позволила определить абсолютное зна- чение энтропии во всем диапазоне плотностей. [c.201]

Для химически однородной термодинамической системы (газ, жидкость, изотропное твердое тело) при отсутствии внешних полей (гравитационного, электрического, магнитного) число независимых параметров, однозначно определяющих равновесное состояние системы, будет равно двум из трех (р, у, Т), так как любой лзэтих трех параметров является однозначной функцией двух заданных. [c.17]

Для того чтобы бинарный раствор был устойчивым, кроме неравенства Су > О и неравенства (dp dv)r,, < О, характерного для однородной системы, должно выполниться дополнительное условие, а именно (д(р /дс)/ > О, где ср — разность химических потенциалов растворенного вещества и растворителя, т. е. избыточный химический потенциал растворенного вещества. Следует отметить, что в термодинамическом тождестве Tds = du + р dv — rp d член (—ф d ) характеризует работу, связанную с переносом вещества. Поэтому переменная —ф соответствует давлению, а концентрация растворенного вещества — объему V, т. е. в термодинамическом смысле величины — ф, с аналогичны величинам р, v. Соответственно неравенству dpidv)]- < О должно соответствовать неравенство — (д(р /дс)г > О, которое является третьим условием устой- [c.495]

Многие животные, наиример кишечнополостные, черви, многоножки и Другие, имеют почти периодическое строение. Тьюринг предположил, что эта периодичность является следствием периодического распределения некоторого вещества, влияющего на рост клеток,—морфо ген а Turing, 1952). Он показал, что периодическое в пространстве и стационарное во времени распределение концентраций может установиться в первоначально однородной системе, где химические реакции сочетаются с диффузией. [c.164]

Для определения локальных характеристик движения и теплообмена жидкостей и газов используются уравнения, следующие из основных физических законов сохранения массы, количества движения, энергии в сочетании с обобщенным законом вязкого течения Ньютона и законом теплопроводности Фурье. Это приводит к уравнениям неразрывности, движения и энергии, которые дополняются функциями свойств жидкости от температуры и давления. При отсутствии турбулентности в химически однородных однофазных изотропных средах полученная система уравнений является замкнутой. Эти уравнения справедливы и для описания мгновенных характеристик течения в пределах микромасщтаба турбулентного потока. [c.230]

Однородный состав. Когда химический состав системы однороден, уравнение энергии окончательно упрощается и приводится к стандартной форме. Диффузия в этом случае, разумеется, отсутствует, поскольку дт,/ду=0. Это условие всзвращает нас к расчету пограничного слоя в однокомпонентной системе, т. е. к задаче, рассмотренной в гл. 10—12. Однако это все еще задача массопереноса, поскольку возможен перенос жидкости того же состава, что и в основном потоке, через проницаемую стенку (вдув или отсос). Прикладным примером системы такого рода является система траиспи-рационного охлаждения. [c.363]

Металлические сплавы — макроскопически однородные системы, состоящие из двух или более сортов атомов металлов (реже неметаллов), в которых доминирующими являются атомы металла и которые обладают металлическими свойствами. Традиционно они классифицируются по химическому составу с указанием главного компонента сплава (например, медь — медные сплавы, алюминий — алюминиевые сплавы и т.п.). Внутри классов, определенньгх по главному компоненту сплава, распределение на группы и подгруппы чаще всего производится по характерным особенностям в свойствах или области применения данного сплава или нескольких сплавов. [c.36]

Система может быть простой или сложной. Простая система состоит из одного элемента, например железа, или из одного химического соединения, например Fe. . Сложная система включает в себя несколько элементов например, сплав РЬ — Sb является двойной системой, сплав РЬ — Sb — Си — тройной и т. д. Сложная система может состоять не только из элементов, но и из независимых химических соединений (например, Fe—Feg , А1—MggSi и т. д.). Она может быть также однородной или неоднородной, например, вода — система однородная, а вода и лед — неоднородная. Составной частью системы может быть любой химический индивид (химически однородное вещество), который является или элементом, или химическим соединением. [c.88]

Математическое описание задач тепло- и мас-сопереноса включает в себя, как правило, систему из нескольких взаимосвязанных дифференциальных уравнений переноса, каждое из которых по форме отвечает уравнению (5.74). В качестве примера в табл. 5.2 приведены коэффициенты диффузии и источниковые члены дифференциальных уравнений переноса, выражающих законы сохранения массы, импульса и энергии и описывающих в декартовой системе координат теплообмен при ламинарном течении вязкой химически однородной жидкости [52, 63]. В уравнениях переноса импульса члены, описывающие вязкие напряжения и не вощедщие в член div( igrad и ), (3 = X, у, z, [c.150]

Пример 1, Система составлена из химически однородной гомогенной жидкости. Мы имеем только одну фазу (/ = 1) и одну компопенту (п = 1). Тогда из (131) следует, что и — 2. Таким образом, можно при желании выбрать произвольно две переменных Т ш р. При этом нет возможности изменять состав, так как вещество является химически определенным (отметим, что полное количество вещества, как мы уже установили, не рассматривается как степень свободы. [c.82]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...