Концепции современного естествознания Лекция 21. Биосфера и цивилизация

E и f.

Иначе выглядит состояние системы, изображенное точкой а. Здесь в системе соблюдается фазовое равновесие «пар – вода» и параметры состояния подчиняются зависимости, описываемой линией ОК. Это значит, что фазовое равновесие сохраняется лишь при произвольном изменении только одной переменной, а вторая при этом определяется вышеупомянутой зависимостью.

Если же одновременно произвольно задавать оба параметра, то точка переместится с линии в одну из областей, т.е. исчезнет какая-либо из двух фаз. К такому же результату приходим, используя правило фаз:

С = k_н – Ф + 2= 1 – 2 + 2 = 1 (одновариантная система).

Аналогично выглядят и состояния, изображенные точками b и d.

Особое значение имеет состояние, изображенное точкой 0. Из диаграммы следует, что это – единственная точка, соответствующая состоянию фазового равновесия «пар – вода – лед». Иными словами, любое изменение какого-либо параметра приводит к нарушению трехфазного равновесия, т.е. такое состояние возможно только при единственных значениях давления (609 Па) и температуры (273,16 К). К такому же результату приходим и по правилу фаз: С = k_н – Ф + 2 = 1– 3 + 2 = 0 (безвариантная система).

21.5. УРАВНЕНИЕ КЛАУЗИУСА – КЛАПЕЙРОНА

Линии OK, OA и ОВ на рис. (4.2) представляют собой зависимости давления равновесной двухфазной однокомпонентной системы от температуры. Общий вид аналогичного выражения этих зависимостей известен под названием уравнения Клаузиуса - Клапейрона

∆P/∆T = ∆H ^/ _m/T∆V ^/ _m (4.17)

где ∆H ^/ _m - молярная теплота фазового перехода; Т - абсолютная температура фазового

перехода; ∆V ^/ _m - изменение молярного объема системы при фазовом переходе.

Если ∆H ^/ _m > 0 и ∆V ^/ _m > 0 (кипение, плавление и сублимация большинства веществ), то dP/ dT > 0, т.е. функция возрастающая – при повышении температуры системы ее давление повышается. Если ∆H ^/ _m > 0, а ∆V ^/ _m < 0 (плавление льда, висмута и некоторых других веществ), то dP/ dT < 0, т.е. функция убывающая – при повышении температуры системы ее давление понижается (линия ОВ на рис. 4.2).

Из уравнения Клаузиуса - Клапейрона следует еще одна особенность фазовых переходов: если при фазовом переходе изменение объема системы ∆V ^/ _m велико (например, при сублимации, а также при кипении при относительно низких температурах), то производная dP/ dT, согласно (4.17), мала. Это значит, что при указанных условиях давление системы слабо зависит от температуры – график зависимости Р =f(T) пологий.

1. Биосфера и место человека в биосфере 2. Антропогенный фактор и глобальные экологические проблемы 3. Негэнтропийный взгляд на экологические проблемы Контрольные вопросы Литература

Дата добавления: 2014-01-04