ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 49
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
3
Рассчитаем число условных термодинамических степеней свободы системы:
C = K + 1 – Ф,
где С – число степеней свободы системы;
К – число компонентов, образующих систему;
1 – число внешних факторов (внешним фактором считаем только температуру, так как давление за исключением очень высокого мало влияет на фазовое равновесие сплавов в твердом и жидком состояниях);
Ф – число фаз, находящихся в равновесии.
Таким образом:
К – два компонента NaCl и FeCl3
Ф – три фазы.
C = 2 + 1 – 3=0
система нонвариантная, процесс идет при постоянной температуре.
Задание 8. При какой температуре начнет отвердевать расплав, содержащий 10 % вещества FeCl3? При какой температуре он отвердеет полностью? Каков состав первых кристаллов?
Расплав, содержащий 10 % вещества FeCl3 соответствует линии с.
Расплав начнет отвердевать при температуре примерно 1055 К, соответствующей точке сн, которая лежит на части линии ликвидус ВЕ1.
Расплав отвердеет полностью при температуре > 975 К, соответствующей точке ск, которая лежит на части линии солидус КЕ1.
Чтоб определить состав первых кристаллов проведем из точки начала кристаллизации сн прямую, параллельную оси концентраций, до линии образующейся кристаллической фазы NaCl. Поставим точку скр. Опустим перпендикуляр а ось концентраций из точки скр и получим состав первых кристаллов 100 % NaCl.
Задание 9. При какой температуре начнет плавиться система, содержащая 45 % вещества FeCl3? При какой температуре она расплавится полностью? Каков состав первых капель расплава?
Расплав, содержащий 45 % вещества FeCl3 соответствует линии d.
Система начинает плавиться при эвтектической температуре 975 К соответствующей точке dн, лежащей на части линии солидус E1X’. Система расплавится полностью при температуре >995 К соответствующей точке II, лежащей на линии ликвидус Е1Х.
Состав первых капель расплава соответствует химическому составу эвтектики – 37,6 % FeCl3 и 62,4 % NaCl.
Задание 10. Вычислите теплоты плавления веществ А и В.
Зависимость температуры кристаллизации расплава от состава расплава выражается уравнением Шредера:
где
– мольная доля вещества в смеси;
– мольная теплота плавления чистого вещества;
– температура плавления чистого вещества;
T – температура начала кристаллизации расплава с мольной долей N.
Рассчитаем теплоту плавления вещества NaCl.
Для расчета возьмем сплав, содержащий 90% NaCl. Мольная доля NaCl в системе
. Температура начала кристаллизации системы, содержащей 90% NaCl Т=1055 К (точка сн). По диаграмме 
(точка B).
Теплота плавления NaCl составила 55.1 кДж/моль.
Рассчитаем теплоту плавления вещества FeCl3.
Для расчета возьмем сплав, содержащий 90% FeCl3. Мольная доля FeCl3 в системе
. Температура начала кристаллизации системы, содержащей 90% FeCl3 Т=758 К (точка 11). По диаграмме 
(точка A).
Теплота плавления NaCl составила 5.6 кДж/моль.
Задание 11. Какой компонент и сколько его выкристаллизуется из системы, если 2 кг расплава, содержащего, 45 % веществаА,охладить от T1=1033 К до T2=983 К?
Расплав, содержащий 45 % вещества FeCl3 соответствует линии а.
При температуре 1033 К весь сплав находится в виде расплава (точка I).
При охлаждении до 983 К сплав состоит из расплава и кристаллов химического соединения (FeCl3)x*(NaCl)y и обозначен точкой d’’.
Химический состав кристаллов (FeCl3)x*(NaCl)y соответствует точке m (50.6 % FeCl3, 49.4 % NaCl).
Химический состав расплава соответствует точке n (40 % FeCl3, 60 % NaCl).
Определим соотношение компонентов по правилу рычага.
Учитывая то, что изначальная масса расплава составляла 2 кг = 100 %, в точке d’’ количество кристаллов составит 47.2 % = 944 гр.
.
Рассчитаем число условных термодинамических степеней свободы системы:
C = K + 1 – Ф,
где С – число степеней свободы системы;
К – число компонентов, образующих систему;
1 – число внешних факторов (внешним фактором считаем только температуру, так как давление за исключением очень высокого мало влияет на фазовое равновесие сплавов в твердом и жидком состояниях);
Ф – число фаз, находящихся в равновесии.
Таким образом:
К – два компонента NaCl и FeCl3
Ф – три фазы.
C = 2 + 1 – 3=0
система нонвариантная, процесс идет при постоянной температуре.
Задание 8. При какой температуре начнет отвердевать расплав, содержащий 10 % вещества FeCl3? При какой температуре он отвердеет полностью? Каков состав первых кристаллов?
Расплав, содержащий 10 % вещества FeCl3 соответствует линии с.
Расплав начнет отвердевать при температуре примерно 1055 К, соответствующей точке сн, которая лежит на части линии ликвидус ВЕ1.
Расплав отвердеет полностью при температуре > 975 К, соответствующей точке ск, которая лежит на части линии солидус КЕ1.
Чтоб определить состав первых кристаллов проведем из точки начала кристаллизации сн прямую, параллельную оси концентраций, до линии образующейся кристаллической фазы NaCl. Поставим точку скр. Опустим перпендикуляр а ось концентраций из точки скр и получим состав первых кристаллов 100 % NaCl.
Задание 9. При какой температуре начнет плавиться система, содержащая 45 % вещества FeCl3? При какой температуре она расплавится полностью? Каков состав первых капель расплава?
Расплав, содержащий 45 % вещества FeCl3 соответствует линии d.
Система начинает плавиться при эвтектической температуре 975 К соответствующей точке dн, лежащей на части линии солидус E1X’. Система расплавится полностью при температуре >995 К соответствующей точке II, лежащей на линии ликвидус Е1Х.
Состав первых капель расплава соответствует химическому составу эвтектики – 37,6 % FeCl3 и 62,4 % NaCl.
Задание 10. Вычислите теплоты плавления веществ А и В.
Зависимость температуры кристаллизации расплава от состава расплава выражается уравнением Шредера:
где
– мольная доля вещества в смеси;
– мольная теплота плавления чистого вещества;
– температура плавления чистого вещества;T – температура начала кристаллизации расплава с мольной долей N.
Рассчитаем теплоту плавления вещества NaCl.
Для расчета возьмем сплав, содержащий 90% NaCl. Мольная доля NaCl в системе
. Температура начала кристаллизации системы, содержащей 90% NaCl Т=1055 К (точка сн). По диаграмме (точка B). Теплота плавления NaCl составила 55.1 кДж/моль.
Рассчитаем теплоту плавления вещества FeCl3.
Для расчета возьмем сплав, содержащий 90% FeCl3. Мольная доля FeCl3 в системе
. Температура начала кристаллизации системы, содержащей 90% FeCl3 Т=758 К (точка 11). По диаграмме (точка A). Теплота плавления NaCl составила 5.6 кДж/моль.
Задание 11. Какой компонент и сколько его выкристаллизуется из системы, если 2 кг расплава, содержащего, 45 % веществаА,охладить от T1=1033 К до T2=983 К?
Расплав, содержащий 45 % вещества FeCl3 соответствует линии а.
При температуре 1033 К весь сплав находится в виде расплава (точка I).
При охлаждении до 983 К сплав состоит из расплава и кристаллов химического соединения (FeCl3)x*(NaCl)y и обозначен точкой d’’.
Химический состав кристаллов (FeCl3)x*(NaCl)y соответствует точке m (50.6 % FeCl3, 49.4 % NaCl).
Химический состав расплава соответствует точке n (40 % FeCl3, 60 % NaCl).
Определим соотношение компонентов по правилу рычага.
Учитывая то, что изначальная масса расплава составляла 2 кг = 100 %, в точке d’’ количество кристаллов составит 47.2 % = 944 гр.
.