пользователей: 21228
предметов: 10455
вопросов: 177496
Конспект-online
зарегистрируйся или войди через vk.com чтобы оставить конспект.
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

I семестр:
» Теория Горения

Условия перехода жидкости в пар

Уравнение Ван-дер-Ваальса в применении к реальным газам для одного моля выглядит так:

                                  

где p — давление; V — молярный объём;  T — абсолютная температура;  R — универсальная газовая постоянная.

Видно, что это уравнение фактически является уравнением состояния идеального газа с двумя поправками. Поправка a учитывает силы притяжения между молекулами (давление на стенку уменьшается, т.к. есть силы, втягивающие молекулы приграничного слоя внутрь), поправка b — силы отталкивания (из общего объёма вычитаем объём, занимаемый молекулами).

Таким образом, при известных значениях температуры, давления и величин  a  и  b  газ образует систему из жидкости и газа (пара).  Условия перехода газа в жидкость определяются изотермами состояния вещества.

Изотермой называется кривая зависимости объема газа от давления при постоянной температуре.

На рис. 1 приведен график зависимости давления пара изопентана от мольного объема при нескольких температурах, приведенных на рисунке.

При всех температурах ниже 461 К на изотермах наблюдается горизонтальный участок, который показывает, что бесконечно малое увеличение давления вызывает очень сильное уменьшение объема вследствие превращения газа в жидкость.  Правая часть диаграммы (цвет белый) – область существования только одной фазы – газа. Левая часть диаграммы (область темно-серая) – область существования  также одной фазы – жидкости.  Область сосуществования газа и жидкости отмечена светло-серым цветом.

Рис.1. Изотермы для изопентана. Двухфазная область отмечена светло-серым цветом, область жидкости – темно-серым. Область газа оставлена белой.

 

Вдоль горизонтальных линий существуют одновременно жидкость и газ, причем  примером кривой BZCWD показано, что в области сосуществования двух фаз при постоянном давлении P соответствуют три значения объема V и представлены точками переходных зон  B,  C  и  D .

Если жидкость превращается в газ таким образом, что происходит через двухфазную область, то между жтдкой и газообразной фазами будет образовываться поверхность раздела – мениск. Однако, жидкость можно перевести в газ плавно и непрерывно, без образования мениска. Если некоторое количество жидкости, взятое в точке Х, нагреется при постоянном объеме до точки Y, то происходит непрерывный переход жидкости в газ. 

При 473 K кривая имеет более сложную форму, свидетельствующую о том, что молекулы притягиваются друг к другу, в результате чего объем становится меньше, чем соответствующий объем идеального газа, в котором такое притяжение отсутствует.

Температура 573 K является критической температурой.

Критическая температура фазового перехода — такая температура, при которой плотность и давление насыщенного пара становится максимальными, а плотность жидкости, находящейся в динамическом равновесии с паром, становится минимальной.

Как было отмечено выше двухфазная область состоит из жидкости и пара. Пар отличается от газообразного состояния тем, что при изотермическом сжатии переходит в жидкое состояние. Газ же при Т>TКР не может быть превращен в жидкость ни при каком давлении. Значения PКР, VКР, TКР называются критическими параметрами газа.


хиты: 472
рейтинг:0
Естественные науки
химия
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2016. All Rights Reserved. помощь