Состояния однокомпонентной системы
Р |
Т |
Лед |
Вода |
Пар |
В |
С |
А |
D |
O |
Рис.2.1 Диаграмма состояния воды:
ОВС – состояние жидкой воды;
АОС – состояние пара;
АОD – состояние льда;
О – тройная точка;
ОВ – кривая плавления;
ОС – кривая испарения;
ОА – кривая возгонки;
ОD – кривая давления насыщенного пара над переохлажденной водой.
Рассмотрим различные равновесные состояния системы.
1. Если вода находится в однофазном состоянии, то m = 1, тогда
.
Если C = 2, то мы можем произвольно в определенных пределах изменять два параметра: р и Т независимо друг от друга, при этом число и вид фаз системы не изменится. На диаграмме такому состоянию системы отвечают три плоскости, характеризующие состояние жидкой воды, пара и льда: OBC, AOC и AOD.
2. Если в равновесии находятся двухфазная гетерогенная система (жидкая вода – пар; жидкая вода – лед; лед – пар), то
Если С = 1, то возможно изменение только одного параметра: Т или р. На диаграмме такое состояние характеризуется тремя кривыми: ОС, ОВ и ОА, которые описываются уравнением Клаузиуса-Клапейрона. Например, если изменится температура, то в соответствии с уравнением будет меняться и давление, т.е. независимо изменяется только один параметр. Кривая ОВ показывает, что с повышением давления температура плавления льда уменьшается. Это также следует из уравнения Клаузиуса-Клапейрона.
3. Если в равновесии находится трехфазная система (вода – лед – пар), тогда
Если С = 0, то ни один из параметров состояния изменить нельзя. Это означает, что три фазы могут находиться в равновесии только при определенных условиях. На диаграмме такое состояние выражается точкой О, которая называется тройной. Если изменится Т или р, то изменится число фаз (система станет однофазной или двухфазной) и установится другое равновесное состояние.
Дата добавления: 2016-06-22; просмотров: 1514;