Все три кривые построены в соответствии с уравнением Клаузиуса-Клапейрона

В соответствии с правилом фаз Гиббса для однофазных областей

Интегральная форма уравнения для процессов возгонки и испарения записывается в виде

(63)

Для систем с фазовыми переходами обычно рассматривают графическую зависимость состояния системы от внешних условий – т.н. диаграммы состояния.

Рассмотрим диаграмму состояния воды (рис.3.). Поскольку вода – единственное присутствующее в системе вещество, число независимых компонентов К = 1.

Рис. 3. Диаграмма состояния воды

Области I, II, III – однофазные области:

I – область существования твердой воды (льда);

II – область существования жидкой воды;

III – область существования газообразной воды (пара).

С = 1 - 1 + 2 = 2,

т.е. система бивариантна, и можно одновременно и независимо в некоторых пределах менять давление и температуру.

Кривая АО – кривая возгонки (давление насыщенного пара надо льдом).

Кривая ОК – кривая испарения (давление насыщенного над жидкой водой).

Кривая ОВ – это кривая плавления.

Кривая ОА теоретически продолжается до абсолютного нуля, а кривая ОК заканчивается в критической точке воды (T_кр = 607,46 К, Р_кр = 19,5 МПа). Выше критической температуры газ и жидкость не могут существовать как отдельные фазы.

Точка пересечения кривых О, называется тройной точкой воды и отвечает равновесию между тремя фазами. В тройной точке Ф = 3, С = 0; следовательно, три фазы могут находиться в равновесии лишь при строго определенных значениях температуры и давления (для воды Р = 6,1 кПа; Т = 273,16 К).

1.2.2. РАСТВОРЫ

Раствор – это гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов, состав которой может непрерывно изменяться в некоторых пределах без скачкообразного изменения её свойств.

По агрегатному состоянию их разделяют на твердые растворы (твёрдые фазы переменного состава), жидкие растворы (можно получить при смешивании жидкостей, растворении твёрдых веществ или газов в жидкостях, плавлении твёрдых систем, содержащих более одного компонента) и газообразные растворы (смеси газов и реже растворы жидкостей или твёрдых веществ в газах).

Одной из важнейших характеристик раствора является его количественный состав - концентрация раствора. Существуют различные способы выражения концентрации:

1) массовая доля (W, безразмерная величина) или массовое содержание данного компонента, выраженное в процентах (W,%)

, (1)

(2)

где m_i - масса i-го компонента

2) мольная (молярная) доля (х_i, безразмерная величина) – отношение количества молей растворенного вещества n_i к суммарному количеству молей всех компонентов раствора

(3)

Дата добавления: 2014-11-16