Фазовые равновесия и термодинамика

Фазовые равновесия и термодинамика [c.50]

Наконец, в 22—31 рассмотрим термодинамику систем с переменным количеством вещества и особенно вопрос о фазовых равновесиях и фазовых переходах. [c.12]

В русском переводе весь материал разбит на три выпуска. Предлагаемая вниманию читателя книга представляет собой второй выпуск ). Он состоит из восьми глав. В первой главе изложены основы химической термодинамики, необходимые для анализа фазовых равновесий и превращений в металлических системах. Рассмотрены термодинамические потенциалы, химический потенциал и энтропия смешения, представления о которых широко используются в физическом металловедении. [c.5]

Для понимания особенностей процесса выращивания пластин гетероструктур обычно требуется знание и термодинамики, определяющей химию процесса, и кинетики, определяющей поступление реагирующих веществ и их закрепление на поверхности выращиваемого кристалла. В этой главе были подробно рассмотрены вопросы термодинамики, касающиеся фазовых равновесий и равновесий при введении примесей в соединениях А" В . Их рассмотрение позволяет предсказать параметры составов, [c.174]

Учет заряда фаз и составляющих не меняет, как видно, общей схемы расчета химических и фазовых равновесий полученные в этом разделе выводы и формулы не отличаются принципиально от результатов 16, достаточно заменить химические потенциалы на электрохимические. Специфика электрохимических равновесий проявляется в более сложных системах — электрохимических цепях. Последние широко используются в экспериментальной термодинамике для электрических измерений термодинамических свойств веществ. В рассмотренной двухфазной системе разность ф —<рР, мембранный потенциал, не может быть измерена, поскольку, как говорилось, нет возможности выделить из общей работы переноса заряженной массы из одной фазы в другую ее электрическую часть. Можно, однако, добавить к такой системе еще две фазы одинакового химического состава и измерять разность электрических потенциалов между ними, а рассчитывать при этом разность химических потенциалов в интересующих фазах. Схему такого электрохимического элемента можно представить в виде [c.151]

Прикладные курсы термодинамики имеют и соответствующие наименования техническая термодинамика, изучающая теорию тепловых двигателей, холодильных машин, компрессоров химическая термодинамика, изучающая равновесие и направление химических реакций, теорию растворов и т. п. физическая, или общая, термодинамика, изучающая теорию фазовых превращений, состояние вещества и т. д. [c.6]

Как уже отмечалось, это уравнение по существу является уравнением кривой фазового равновесия р=р Т) в неявном виде. В рамках двух законов термодинамики не представляется возможным в явном виде независимо выразить потенциалы двух фаз через параметры р и Т, поскольку выражения для потенциалов известны с точностью до произвольной функции а + ЬТ, где а и Ь — постоянные. Поэтому уравнение кривой фазового равновесия получают в дифференциальной форме. [c.31]

Интересно отметить, что в области Т О кривая фазового равновесия кристаллической и жидкой фаз практически параллельна оси температур. Действительно, согласно третьему началу термодинамики энтропия жидкости при 7 -> О (если только жидкое состояние в этой области возможно) должна быть равна энтропии кристалла, т. е. S = s", поэтому согласно формуле Клапейрона—Клаузиуса dp/dT = О, т. е. давление на участке кривой плав- [c.236]

Т. 1 Термодинамика интерметаллидов и фазовые равновесия в металлических системах.— 20 л.— 3 р. 30 к. [c.247]

При движении рабочего тела между отдельными элементами системы его параметры состояния не меняются и характеризуются автором, как это принято в термодинамике, точками А, В, С. Число независимых параметров рабочего тела, которые и определяют указанные точки, равно числу степеней свободы термодинамической системы. Рассматриваемая система (рабочее тело— чистое вещество) имеет две степени свободы или в случае фазового равновесия жидкость—пар одну. (П р н-меч. ред.) [c.46]

В книге излагаются общие положения термодинамики системы жидкость—пар и их приложения к различным случаям адиабатических и неадиабатических одномерных течений термодинамически равновесной парожидкостной среды. Рассматриваются условия возникновения кризиса течения и даются зависимости для определения критической скорости, предельных расходов и соотношения термических параметров. Разбираются некоторые случаи нестационарного движения и течения в условиях нарушенного фазового равновесия системы. [c.2]

Опыты показали, что при течении в условиях весьма быстро изменяющихся давлений имеет место заметное нарушение термодинамического равновесия фаз. Особенно резкие отклонения от фазового равновесия возникают в потоке испаряющейся жидкости. В связи с этим в книге изложены также некоторые вопросы термодинамически неравновесного течения (гл. 4 и 5). Из других вопросов, выходящих за привычные рамки технической термодинамики, в книге, ввиду большого практического значения этих явлений, рассмотрены движение с трением, изменение состояния в скачке уплотнения и поведение влажного пара в простой волне. [c.4]

Теория, основанная на чисто термодинамических соображениях, оказывается недостаточной для полного описания процесса конденсации, за исключением тех случаев, когда поток находится все время в состоянии термодинамического равновесия. Это связано с тем, что в термодинамике фазовых превращений рассматривается не ход этих превращений во времени, а лишь равновесие между исходной и новой фазами. Кроме того, предполагается, что последняя достигла полного равновесия и что поверхность раздела между объемом и фазами плоская. При этом под температурой перехода подразумевается температура, при которой обе фазы могут оставаться в равновесии долгое время, а не температура, при которой процесс фактически начинается. С формальной точки зрения это означает, что как только парциальный потенциал одной из фаз, например жидкости, окажется выше, чем потенциал другой фазы, например газа, должен будет произойти фазовый переход, в данном случае испарение жидкости. [c.24]

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]

Другим важным аспектом, во многом определяющим физико-химические свойства вещества, является фазовый состав, поэтому изучение условий фазового равновесия, фазовых превращений и фазового состава необходимо для понимания свойств кристаллических твердых тел. Наиболее общим методом изучения условий равновесия и фазовых переходов со времени классического исследования Гиббса остается термодинамика в настоящем пособии дан вывод основных типов диаграмм равновесных состояний бинарных систем, проведена классификация фазовых превращений в твердом состоянии. Теоретические выводы проиллюстрированы, по возможности, экспериментальными данными. [c.6]

Во второй главе дан вывод основных типов диаграмм состояния двойных систем с помощью метода термодинамических потенциалов. Продемонстрированы возможности геометрической термодинамики при анализе тройных систем. Эта часть главы (как и раздел по четверным системам) изложена весьма сжато и не ставит своей целью научить читателя активно владеть диаграммами состояния двойных и многокомпонентных систем. Наиболее интересна во второй главе довольно подробная характеристика множества современных методов построения кривых и поверхностей ликвидуса, солидуса и фазовых равновесий в твердом состоянии. [c.5]

В целях лучшего понимания таких сравнительно сложных вопросов, как третья- теорема термодинамики, связь энтропии с вероятностью, статистический характер термодинамических величин и т. д., введен специальный параграф, посвященный основам статистической термодинамики. Авторы считают, что в курсе технической термодинамики совершенно необходимо излагать закономерности фазового равновесия при искривленной поверхности фаз, поскольку именно они определяют особенности реальных процессов кипения и конденсации рабочих веществ. [c.4]

Раздел 3 — Неравновесные состояния условия равновесия и их применение (возрастание энтропии при необратимом адиабатическом переходе из одного равновесного состояния в другое определение энтропии неравновесных состояний определение свободной энергии для равновесного состояния изменение энтропии при необратимых процессах изменение свободной энергии при необратимых процессах условия равновесия системы замечания, связанные с уточнением физического смысла законов термодинамики фаза условие устойчивости системы, состоящей из одной фазы фазовые превращения фазовые превращения первого рода уравнение Клапейрона — Клаузиуса равновесие трех фаз поверхность термодинамического потенциала критическая точка поверхностная энергия и поверхностное натяжение роль поверхностного натяжения при образовании [c.364]

Расчетные соотношения термодинамики, базирующиеся на точных математических выражениях ее весьма общих основных принципов, используются в различных отраслях естествознания. Прикладные курсы термодинамики имеют соответствующие наименования, например техническая термодинамика (теория тепловых двигателей, компрессоров й холодильных машин, а также многочисленные частные задачи теплоэнергетики) химическая термодинамика и соответствующие разделы физической химии (учение о равновесии и направлении химических реакций, теория растворов и т. п.) физическая или общая термодинамика (учение о состоянии вещества, теория фазовых превращений, термодинамическая теория поверхностных явлений и т. п.) в настоящее время получают развитие приложения термодинамики в биологии (теория клетки) и т. п. Широкому обсуждению подвергаются также философские обобщения, вытекающие из второго начала термодинамики. [c.7]

Совершенно ясно, что химическая термодинамика и фазовые равновесия тройных кристаллических твердых растворов соеди-дений представляют особый интерес вследствие того зна- [c.96]

Переход из жидкой фазы в твердую или из твердой в жидкую вызван выделением или поглощением теплоты. В ХУП в. Джозеф Блэк обнаружил, что такие превращения происходят при определенной температуре (им соответствует температура кипения или температура плавления) и что существует скрытая теплота, связанная с фазовыми превращениями. При подходящих условиях фазы вещества могут сосуществовать в состоянии теплового равновесия. Понять природу состояния теплового равновесия и то, как оно зависит от давления и температуры, можно, обратившись к началам термодинамики. [c.176]

Эта глава, посвященная фазовому равновесию, представляет собой не более чем краткое введение в очень обширную тему. Разнообразие смесей, с которыми имеет дело химическая промышленность, чрезвычайно велико, а кроме общих термодинамических уравнений не существует количественных соотношений, которые были бы эффективно применимы если не ко всем таким смесям, то по крайней мере к большей их части. Термодинамика устанавливает только грубый, но надежный остов для работы. Физика и химия дают детали, которые должны основываться непременно на экспериментальных данных. [c.342]

Задача 39. С помощью теоремы Карно и I начала термодинамики получить уравнение Клапейрона—Клаузиуса (см. 6, п. г))—дифференциальное уравнение кривой фазового равновесия р=р(0) газ—жидкость (фазовый переход 1-го рода). [c.220]

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]

Не существует простого уравнения состояния р = = f T, V), которое бы с хорошей точностью передавало свойства флюидных состояний вещества. Выдающееся место в термодинамике принадлежит уравнению Ван-дер-Ваальса. При максимальной простоте оно дает качественно верную картину поведения конденсирующегося газа — со снинодалью и критической точкой. Будучи дополнено правилом Максвелла, уравнение Ван-дер-Ваальса описывает фазовое равновесие и метастабильные состояния ). В приведенной форме оно имеет следующий вид [c.19]

Книга преследует 11ель познакомить читателя с возможностями современной термодинамики и привить ему навыки самостоятельной работы по термодинамическому моделированию реалынмх систем. Она содержит достаточно подробный анализ понятий и методов термодинамики и примеры ее практического использования. Особое внимание уделяется. современным численным методам расчетов сложных химических и фазовых равновесий. Рассмотрены различные физические воздействия на термодинамические системы с химическими реакциями, такие как внешние силовые поля. [c.2]

Значение AS процесса, как будет показано ниже, необходи- мо знать для расчета конкретных условий равновесия системы, поэтому практическая ценность третьего закона в области температур, далеких от абсолютного нуля, состоит а том, что с его помощью удается рассчитать химическое или фазовое равновесие, опираясь только на калориметрические данные. Особенно удобно применять метод абсолютных энтропий для расчетов равновесий с участием идеальных газов, поскольку для последних имеются формулы статистической термодинамики, позволяющие находить энтропии различных веществ по заданным термодинамическим параметрам и известным молекулярным постоянным частиц газа или пара (геометрия молекул, межатомные расстояния, частоты колебаний др.). Такие данные получают спектральными, электронографическими и другими нетермодинамическими методами. [c.57]

Позднее было сделано много тщательных измерений по установлению диаграммы энтропии и диаграммы состояния жидкого гелия, которые будут подробно рассмотрены ниже. Проведенные работы не содержат каких-либо новых открытий, однако они подчеркивают значение условий фазового равновесия при низких температурах между жидким и твердым гелием. Согласно третьему закону термодинамики, энтропия жидкой фазы, так же как и твердой, при абсолютном нуле должна обращаться в нуль. Х-аномалия в теплоемкости указывает на очень быстрое убывание энтропии в интервале нескольких тысячных градуса ниже Х-точки. Независимо от того, каким путем устанавливается упорядочение в этой области (что само по себе является чрезвычайно интересным вопросом), убывание энтропии должно сказаться на форме кривой плавления. Изменение давления плавления с температурой, согласно уравнению Клаузиуса — Клапейрона, равно отношению изменения энтропии к изменению объема. При исчезновении разности энтропий между жидкой и твердой фазами это отиошепие обращается в нуль. Поэтому, как было указано Симоном [13], изменение в наклоне кривой плавления тесно связано с явлением Х-иерехода, так как при этих температурах энтропия жидкости падает до значений, близких к энтропии твердой фазы. [c.788]

В учебном пособии изложены основы термодинамической теории многокомпонентных гомогенных н гетерогенных систем и ее приложения к растворам неэлектролитов. Рассмотрена термодинамическая теория идеальных, бесконечно разбавленных и неидеальных растворов. Даны основы термодинамической теории фазовых равновесий, коллнгативных свойств растворов, термодинамической теории устойчивости. Описаны теория флуктуаций, влияние флуктуаций на свойства растворов и их взаимосвязь с необратимыми процессами. Рассмотрены элементы термодинамики неравновесных процессов. [c.2]

Систематизирован обширный материал по термодинамике высокотемпературных реакций, физико-химическим свойствам металлов н сплавов, жидких стекол, шлаков и штейнов. Описаны наиболее важные физико-химические процессы, происходящие при производст-ве чугуна и стали, восстановлении руд и агломерации, а также высокотемпературная коррозия. Рассмотрены вопросы гетерогенного фазового равновесия, кинетики межфазных реакций, образования и роста зародыйей, тепло- и массопереноса и др. [c.5]

ДАН СССР, 1978, т. 240, № 1, с. 104—107 ЖФХ, 1981, т. 55, № 6, с. 1442—1447 Химическая термодинамика и фазовые равновесия. М. Металлургия, 1981, с. 58—65). Последнее обстоятельство свидетельствует о том, что между открытыми и закрытыми системами в термодинамическом отношении нет принципиальных различий. Они различаются лишь в отношении возможностей изменения своих составов, которые для открытых и закрытых систем подчинены различным условиям материальной изоляции (см. Сторонкин А. В,— Вестник ЛГУ,. 1956, № 16, с. 74—84). Прим. ред. [c.106]

Гусев Александр Иванович профессор, доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией тугоплавких соединений Института химии твердого тела Уральского отделения РАН Область научных интересов термодинамика фазовых превращений беспорядок-порядок и фазовые равновесия в сильно нестехио-метрических соединениях, структура и свойства нанокристаллических материалов, физическое материаловедение [c.223]

Интересными по постановке и методу изложения являются и многие другие разделы курса термодинамики М. А. Леонтовича. Обосновывая физический смысл энтальпии, автор отмечает, что энтальпия равна энергии расширенной системы . Уравнение адиабаты выводится из общих дифференциальных уравнений. Хорошо изложены разделы, посвященные условиям равновесия систем, учению о фазах и фазовых превращениях, и др. Книга Леонтовича снабжена примерами и задачами. Она является прекрасным, серьезным сочинением по термодинамике. [c.363]

Задача 43. С помощью теоремы Карно и 1 начала термодинамики Получить уравнение Клапейрона—Клаузиуса (см. б п. г)) — дифференциальное уравнение кривой фазового равновесия р = р в) газ—жидкоаь (фазовый переход 1-го рода). [c.192]

Метод термодинамических потенциалов был разработан Гиббсом (1873—1876), для них он получил основные соотношения, использовал их при рассмотрении ряда конкретных задач, в теории фазового равновесия (см. 6), химического равновесия (см. задачу 47) и т. д. Его работы оставались неизвестными в Европе вплоть до 1891 г., когда Оствальд нашел их и перевел на немецкий язык (в 1899 г. работы, касающиеся химической термодинамики, были переведены Анри Ле Шателье на французский язык). Свободная энергия была введена Гельмгольцем (1882), а название потенциала Н было придумано известным нидерландским физиком, основателем криогенной техники Гейке Камерлинг-Он-несом (Н. Kamerling-Onnes, 1909) по использованному ранее [c.83]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...