Рівняння Клапейрона-Клаузіуса. Діаграми фазової рівноваги. Критична і потрійна точка.

Співвідно́шення Кла́узіуса — Клапейро́на — рівняння, яке задає закон залежності тиску від температури на кривій співіснування фаз.

,

де P — тиск, T — температура, Q — прихована теплота, — зміна об'єму речовини при фазовому переході.

Формула Клаузіуса — Клапейрона є наслідком рівності хімічних потенціалів різних фаз при фазовому переході.

Рівновага між твердим тілом і газом[ред. • ред. код]

У випадку рівноваги між твердим тілом і газом, об'ємом твердого тіла можна знехтувати, а для газу застосуватирівняння Менделеєва-Клапейрона. Тоді співвідношення зводиться до форми

,

де R — газова стала.

Потрі́йна то́чка — точка на фазовій діаграмі, при якій можуть співіснувати у рівновазі тверда, рідка й газова фаза однієї речовини.

Для води потрійна точка реалізується при температурі 0.01 °C і тиску 611.73 Па.

За правилом фаз для однокомпонентної термодинамічної системи потрійна точка єдина.

Співіснування фаз у нерівноважних системах[ред. • ред. код]

Твердження про єдиність точки співіснування різних фаз може викликати подив, оскільки начебто суперечить тому, що ми бачимо в повсякденному житті. Сидячи задушливого дня і попиваючи прохолоджувальний напій із льодом, ми спостерігаємо всі три агрегатні стани води: пару, лід і рідину. Пояснення такого явища полягає в тому, що в цих умовах термодинамічна рівновага ще не встановилася: лід у склянці ще не розтопився, і вода ще не випарувалася.Діаграми фазової рівноваги характеризують остаточне стан сплавів, тобто після того, як всі перетворення в них відбулися і повністю закінчилися. Це стан залежить від зовнішніх умов (Т ⁰ С; Р, МПа) і характеризується числом і концентрацією утворених фаз. Закономірність зміни числа фаз у гетерогенній системі визначається правилом фаз.
Правило фаз встановлює залежність між числом ступенів свободи, числом компонентів і числом фаз і виражається рівнянням
С = К - Ф + 2,
де С - число ступенів свободи системи (або варіантність);
К - кількість компонентів, що утворюють систему;
2 - число зовнішніх чинників (Т і Р);
Ф - число фаз, що знаходяться в рівновазі.
Під числом ступенів свободи (варіантність системи) розуміють можливість зміни температури, тиску та концентрації без зміни числа фаз, що знаходяться в рівновазі.
При нормальних умовах змінюється тільки один фактор-Т ⁰ С, Р = const, тоді:
С = К - Ф + 1.
Число ступенів свободи не може бути менше нуля, тоді К-Ф +1> 0, а Ф <К +1, тобто число фаз у сплаві, не може бути більше ніж число компонентів плюс одиниця. Таким чином, в подвійній системі може бути не більше трьох фаз.
При С = 0 - існує в рівновазі відразу три фази - є нонваріантное рівновагу (безваріантність). При такому рівновазі сплав може існувати тільки за умови - постійна температура і певний склад усіх фаз, що знаходяться в рівновазі. Тобто кристалізація (або перетворення) починається і закінчується при постійній температурі. Якщо С = 1 або 2, то кристалізація або перетворення протікає з плином часу в інтервалі температур.

76.Випаровування. Конденсація. Абсолютна і відносна вологість. Швидкість випаровування.

Випаровування — це процес, при якому з поверхні рідини вилітають молекули, середня кінетична енергія яких перевищує енергію зв’язку молекул усередині рідини. Випаровування супроводжується охолодженням рідини і може відбуватися за будь-якої температури. Інтенсивність випаровування буде залежати від площі поверхні рідини, від температури рідини, від наявності вітру та від властивостей самої рідини.

Процес, при якому пара перетворюється на рідину, називається конденсацією. Конденсуючись, пара віддає ту кількість теплоти, яка пішла на її утворення.

Вологість повітря — вміст водяної пари в повітрі, характеризується пружністю водяної пари, відносною вологістю,дефіцитом вологи, точкою роси, — є одним з найважливіших параметрів атмосфери, що визначає погоду, а також те, наскільки комфортно почуває себе людина в цей момент часу.

Є два способи кількісної оцінки вологостіАбсолютна вологість — маса водяної пари, що утримується в одиницях об'єму повітряВідносна вологість — відношення абсолютної вологості до її максимального значення при даній температурі. При 100% відносній вологості в повітрі може відбутися конденсація водяних пар з утворенням туману, випаданням води. Температура, при якій це трапляється, називається точкою роси.Швидкість процесу випаровування оцінюється за формулою Дальтона:

V = c (E₁-e)pде V – швидкість випаровування поверхні, кг/с*м², тобто маса води, що випаровується за одиницю часу з одиниці площі; с – коефіцієнт пропорційності, що залежить від швидкості вітру, E₁ – пружність насичення при температурі випаровування поверхні, е – фактичний парціальний тиск, р – атмосферний тиск

Дата добавления: 2015-11-14