Фазовые диаграммы систем вода – углеводороды

Прежде чем начать говорить о фазовых диаграммах систем вода – углеводороды, поговорим о том, что представляют собой фазовые диаграммы вообще.

Термодинамические диаграммы, в которых по осям координат откладываются давление, температура, мольный объём и наносятся кривые фазового равновесия называются фазовыми диаграммами. Для многокомпонентных систем по осям координат может откладываться и состав.

Кривой фазового равновесия называется линия на фазовой диаграмме, соответствующая состояниям равновесия сосуществующих фаз.

Что такое равновесие?

Всякое физическое тело (система), поставленное в определённые внешние условия, рано или поздно приходит в состояние термодинамического (статистического) равновесия.

Это утверждение можно рассматривать как один из основных постулатов термодинамики и статистической физики.

Внешние условия характеризуются своими параметрами.

Наше тело (система) – внутренними параметрами. Эти параметры характеризуют свойства самой системы.

Внутренние параметры зависят от внешних параметров.

В состоянии термодинамического равновесия системы внутренние параметры имеют при заданных внешних параметрах и температуре (энергии) определённые численные значения.

Для равновесной системы справедливо правило фаз Гиббса. которое записывается в следующем виде:

F = K – Ф + 2,

где К – число компонентов в системе, Ф – число фаз.

Кстати, для системы в пористых средах:

F = K – Ф + 3,

то есть система имеет на одну степень свободы больше по сравнению со свободным объёмом. Возможно формирование дополнительной фазы в пористой среде.

Фазовое поведение смесей углеводород + вода значительно отличается от фазового поведения смесей нормальных углеводородов (об их фазовом поведении мы будем говорить в курсе теории фазовых переходов …). Различия возникают от двух эффектов, каждый из которых проистекает от водородных связей.

Первый, фаза гидрата покрывает значительную часть всех фазовых диаграмм углеводород + вода для углеводородов с молекулярным размером меньшим .

Второй, молекулы воды и углеводородов настолько различны, что в конденсированном состоянии образуются две различные жидкие фазы, каждый компонент которой очень мало растворим в другой фазе.

Дата добавления: 2014-12-17