ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 47
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Определить число независимых компонентов, число фаз (указать, какие) и рассчитать число степеней свободы (вариантность) в системе при заданных внешних условиях (таблица).
Таблица
Вариант | Система | Условия |
1 | Насыщенный водный раствор NaCl с кристаллами NaCl | Т = 298 К |
2 | Смесь веществ: CaCO3(к), CaO(к), CO2(г) | Т = 298 К |
3 | Смесь веществ: NH3(г), HCl(г), NH4Cl(к) | |
4 | Насыщенный водный раствор CaSO4 и CaSO4 (к) | |
5 | Ацетон при температуре кипения | р = 1,01∙105 Па |
6 | Смесь газов: H2, O2, H2O (г) | Т = 298 К |
7 | Вода в жидком, кристаллическом и парообразном состоянии | |
8 | Насыщенный водный раствор KCl с кристаллами KCl | Р = 1,01∙105 Па |
9 | Смесь газов: Н2, Cl2, HCl | |
10 | Водный раствор сульфата меди, лед, пары воды | Р = 1,01∙105 Па |
11 | С (графит) ↔ С (алмаз) | |
12 | С2Н5ОН при температуре кипения | Р = 1,01∙105 Па |
13 | Насыщенный водный раствор сахара с кристаллами сахара | |
14 | S(ромб.) ↔ S(монокл.) ↔ S(п) | |
15 | Насыщенный водный раствор Na2CO3, K2CO3 с кристаллами Na2CO3, K2CO3 | Р = 1,01 105 Па |
16 | Смесь веществ: Ne(г), N2(г), Ar(г) | Т = 298 К |
17 | Насыщенный водный раствор Fe2(SO4)3 с кристаллами Fe2(SO4)3 | Р = 1,01 105 Па |
18 | Смесь веществ: MgO (к), MgCO3(к), CO2(г) | |
19 | Водный раствор NaCl, лед, пары воды | Т = 273 К |
20 | Смесь веществ: AlCl3(к), FeCl2(к), Cl2(г) | Р = 1,01 105 Па |
21 | Насыщенный водный раствор NaCl, HCl с кристаллами NaCl, газом HCl и парами воды | |
22 | Вода при температуре кипения | Р = 1,01 105 Па |
23 | Водный раствор хлорида магния с кристаллами льда и парами воды | |
24 | S(ромб.) ↔ S(монокл.) ↔ S(ж) | |
25 | Вода при температуре замерзания | Р = 1,01 105 Па |
Примеры :
Задание
Определите число независимых компонентов, число фаз (укажите, какие) и число степеней свободы (вариантность) в системе при заданных внешних условиях.
Вариант 1
Система состоит из насыщенного водного раствора CuSO4 с кристаллами CuSO4 и раствора H2SO4 при заданном внешнем давлении Р = 1,01·105 Па.
Решение
Число степеней свободы (вариантность) С определяется по основному уравнению фазового равновесия (правилу Гиббса):
С = К – Ф + n,
где К – число независимых компонентов;
Ф – число фаз;
n – число переменных внешних параметров.
Для данной системы число переменных внешних параметров n = 1, т. к. давление постоянно (1,01·105 Па).
Общее число компонентов Кобщ = 3 (3 вещества: Н2О, CuSO4, H2SO4).
Так как химическое взаимодействие между этими компонентами отсутствует, то число независимых компонентов равно трем Кобщ = К = 3.
Число фаз Ф = 2 (ж - водный раствор; к - кристаллы CuSO4).
Рассчитываем число степеней свободы:
С = 3 – 2 + 1 = 2.
Так как число степеней свободы (вариантность) определяет число параметров, которые можно изменять независимо друг от друга без изменения природы и числа фаз, то в данной системе при Р = const, можно изменять одновременно температуру и состав системы.
Вариант 2
Система состоит из MgO(к), Н2О(г) и Mg(OH)2(к) при Т = 298 К.
Решение
Число внешних параметров n = 1, т. к. температура постоянна.
Общее число компонентов Кобщ = 3 (3 вещества: MgO, H2O, Mg(OH)2).
Между компонентами возможно химическое взаимодействие, которое выражается уравнением:
MgO(к) + Н2О(г) ⇄ Mg(OH)2(к),
поэтому число независимых компонентов меньше на число уравнений, связывающих компоненты:
К = 3 – 1 = 2.
Число фаз Ф = 3 (к(1) – кристаллы MgO, к(2) – кристаллы Mg(OH)2, г – пары Н2О).
Определяем число степеней свободы:
С = 2 – 3 + 1 = 0.
Система инвариантна, ничего нельзя изменять, чтобы она существовала в данном виде при Т = const.
Если температуру не задавать постоянной, а считать переменной величиной, то n = 2 и для этого варианта:
С = 2 – 3 + 2 = 1,
т. е. в системе появится одна степень свободы: можно изменять только один параметр: либо давление, либо температуру, либо состав системы (концентрацию воды).