Файл: Лекция Фазовое равновесие основные понятия и определения. Диаграмма состояния однокомпонентной системы.pptx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 98
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Лекция 7. Фазовое равновесие: основные понятия и определения. Диаграмма состояния однокомпонентной системы.Основные понятия и определенияГомогенная – система, внутри которой нет поверхности раздела.Гетерогенная – система, в которой можно выделить части, различающиеся по строению, свойствам и отделенные друг от друга границами раздела.Фаза – гомогенная часть гетерогенной системы, отделенная от других поверхностью раздела и отличающаяся от них по структуре и свойствам. Жидкие и твердые фазы называют конденсированными.Основные понятия и определенияГетерогенное или фазовое равновесие - равновесие в системе, состоящей из нескольких фаз.Компонент системы – вещество, которое может быть выделено из системы и существовать вне ее.Число независимых компонентов (ЧНК) - минимальное число компонентов, из которых можно организовать данную систему. Число независимых компонентовЧНК равно общему числу компонентов составляющих систему веществ (компонентов) минус число уравнений, связывающих их концентрации (или число реакций между ними) газовая система: H2, He, Ar, ЧНК = 3. газовая система : H2 и I2, в системе есть продукт их взаимодействия HI: H2 + I2↔2 HI (7.1)Тогда ЧНК = 3-2=1. То есть данную систему из трех компонентов можно описать одним компонентом HI.Основные понятия и определенияФазовый переход - переход компонента (ов) из одной фазы в другую кристаллизация плавление испарение конденсация сублимация (возгонка) десублимацияТермодинамические условия фазовых переходовфактор интенсивности фазового перехода – химический потенциал компонента μiα ≠ μiβ (7.2)μiα > μiβ α→β (7.3)
μiα < μiβ β→α (7.4)μiα = μiβ (7.5)Условие фазового равновесияμiα = μiβ (7.5) Условие равновесия фаз :равенство химических потенциалов каждого компонента в каждой фазеПравило фаз Гиббсачисло степеней свободы равно числу параметров системы ( температура, давление, состав), которые можно произвольно менять, не изменяя при этом числа и вида фаз:С=ЧНК –Ф +n (7.6)где С – число степеней свободы, ЧНК – число независимых компонентов системы,Ф – число фаз,n- число внешних условий, которые определяют число фаз.Правило фаз ГиббсаЧисло степеней свободы (С) равновесной термодинамической системы, на которую влияют n различных факторов, равно числу независимых компонентов (ЧНК) минус число фаз (Ф) плюс 1 или 2 для конкретных систем.С=ЧНК –Ф +n (7.6) n=2 –для газовых систем n=1- для конденсированных систем Диаграмма состоянияфазовая диаграмма (диаграмма состояния) - схема, отражающая области термодинамической стабильности существующих в системе фаз и обозначающая границы раздела между ними фазовое поле - область, в которой число и качественный состав фаз не меняетсяДиаграмма состояния одно-компонентной системыС=1-Ф+2=3-Ф (7.7) n=2 (T, p) число равновесных фаз не может быть больше трех, то есть могут существовать сиcтемы одно-, двух- и трехфазныеДиаграмма состояния водыДиаграмма состояния водыОС - зависимость давления насыщенного пара жидкой воды от температуры – кривая испарения.ОВ - зависимость температуры замерзания воды от внешнего давления – кривая плавления.ОА - зависимость давления насыщенного пара льда от температуры – криваявозгонки (сублимации).OD – определяет давление насыщенного пара над переохлажденной водой. Правило фаз Гиббса для однокомпонентной системы
Точка 1 – однофазовая область, система би-вариантна С =1-1+2=2 (7.8) Точка 2 - фазовое равновесие двух фаз: система моно-вариантна С=1-2+2=1 (7.9)Точка О - в равновесии три фазы: система нон-вариантна С=1-3+2=0 (7.10) Правило фаз Гиббса правило фаз Гиббса необходимо для управления процессами фазовых переходов
μiα < μiβ β→α (7.4)μiα = μiβ (7.5)Условие фазового равновесияμiα = μiβ (7.5) Условие равновесия фаз :равенство химических потенциалов каждого компонента в каждой фазеПравило фаз Гиббсачисло степеней свободы равно числу параметров системы ( температура, давление, состав), которые можно произвольно менять, не изменяя при этом числа и вида фаз:С=ЧНК –Ф +n (7.6)где С – число степеней свободы, ЧНК – число независимых компонентов системы,Ф – число фаз,n- число внешних условий, которые определяют число фаз.Правило фаз ГиббсаЧисло степеней свободы (С) равновесной термодинамической системы, на которую влияют n различных факторов, равно числу независимых компонентов (ЧНК) минус число фаз (Ф) плюс 1 или 2 для конкретных систем.С=ЧНК –Ф +n (7.6) n=2 –для газовых систем n=1- для конденсированных систем Диаграмма состоянияфазовая диаграмма (диаграмма состояния) - схема, отражающая области термодинамической стабильности существующих в системе фаз и обозначающая границы раздела между ними фазовое поле - область, в которой число и качественный состав фаз не меняетсяДиаграмма состояния одно-компонентной системыС=1-Ф+2=3-Ф (7.7) n=2 (T, p) число равновесных фаз не может быть больше трех, то есть могут существовать сиcтемы одно-, двух- и трехфазныеДиаграмма состояния водыДиаграмма состояния водыОС - зависимость давления насыщенного пара жидкой воды от температуры – кривая испарения.ОВ - зависимость температуры замерзания воды от внешнего давления – кривая плавления.ОА - зависимость давления насыщенного пара льда от температуры – криваявозгонки (сублимации).OD – определяет давление насыщенного пара над переохлажденной водой. Правило фаз Гиббса для однокомпонентной системы
Точка 1 – однофазовая область, система би-вариантна С =1-1+2=2 (7.8) Точка 2 - фазовое равновесие двух фаз: система моно-вариантна С=1-2+2=1 (7.9)Точка О - в равновесии три фазы: система нон-вариантна С=1-3+2=0 (7.10) Правило фаз Гиббса правило фаз Гиббса необходимо для управления процессами фазовых переходов