Физико-химическое моделирование в нефтегазовой геохимии. Часть 1. Теория и методология физико-химического моделирования. Бычинский В.А - 18 стр.

UptoLike

Рубрика: 

– 18 –
îäíîâðåìåííî áóäóò èçìåíÿòüñÿ è äðóãèå ñâîéñòâà ñèñòåìû. Äëÿ
ïîëíîãî îïèñàíèÿ ñîñòîÿíèÿ ñèñòåìû áûâàåò äîñòàòî÷íî çíàòü íå-
êîòîðîå íàèìåíüøåå ÷èñëî òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ñâîéñòâ, êîòîðûå
ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê âíóòðåííèå ïàðàìåòðû ñèñòåìû (ïàðà-
ìåòðû ñîñòîÿíèÿ ñèñòåìû).
Ïàðàìåòðû – âåëè÷èíû, ïðè ïîìîùè êîòîðûõ ìîæåò áûòü
îäíîçíà÷íî îïèñàíî ñîñòîÿíèå òåðìîäèíàìè÷åñêîé ñèñòåìû. Òåð-
ìîäèíàìè÷åñêèì ïàðàìåòðîì ìîæåò áûòü ëþáîå ñâîéñòâî ñèñòå-
ìû, åñëè îíî ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê îäíà èç íåçàâèñèìûõ ïåðåìåí-
íûõ, îïðåäåëÿþùèõ ñîñòîÿíèå ñèñòåìû (òåìïåðàòóðà, äàâëåíèå,
îáúåì, âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ è ò.ä.). Ñðåäè ñâîéñòâ ñèñòåìû ðàçëè÷à-
þò ýêñòåíñèâíûå è èíòåíñèâíûå.
Ýêñòåíñèâíûå – ïàðàìåòðû, îáëàäàþùèå ñâîéñòâîì àääèòèâ-
íîñòè. Ýòî îáúåì, ýíòðîïèÿ, ìàññà è äð. Òàê, îáúåì ñèñòåìû ðàâåí
ñóììå îáúåìîâ ôàç, a ìàññà ñèñòåìû – ñóììå ìàññ ôàç è ò.ä.
Èíòåíñèâíûå – ïàðàìåòðû, íå çàâèñÿùèå îò ìàññû èëè ÷èñëà
÷àñòèö (òåìïåðàòóðà, äàâëåíèå, õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë, êîíöåíòðà-
öèÿ, ïëîòíîñòü è äð.). Òàêèå ïàðàìåòðû íå àääèòèâíû. Òàê, ðàçäå-
ëèâ ëþáóþ èçîòåðìè÷åñêóþ ñèñòåìó íà îòäåëüíûå ÷àñòè, ïîëó÷èì
îäèíàêîâûå òåìïåðàòóðû â êàæäîé.
Ïàðàìåòðû ñîñòîÿíèÿ, ïîääàþùèåñÿ íåïîñðåäñòâåííîìó èçìå-
ðåíèþ, ïðèíÿòî ñ÷èòàòü îñíîâíûìè. Ê íèì îòíîñÿòñÿ òåìïåðàòóðà,
äàâëåíèå, ïëîòíîñòü, êîíöåíòðàöèÿ, îáúåì. Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ, ýí-
òàëüïèÿ, ýíòðîïèÿ è äðóãèå ïàðàìåòðû îáû÷íî ðàññìàòðèâàþòñÿ êàê
ôóíêöèè îñíîâíûõ. Òåðìîäèíàìè÷åñêèå ïàðàìåòðû ñîñòîÿíèÿ ñèñ-
òåìû õàðàêòåðèçóþò ëèøü äàííîå åå ñîñòîÿíèå, íèêàê íå ñâèäåòåëü-
ñòâóÿ î ïðåäøåñòâóþùèõ ñîñòîÿíèÿõ. Ïðè ïåðåõîäå ñèñòåìû èç îä-
íîãî ñîñòîÿíèÿ â äðóãîå èçìåíåíèå åå ñâîéñòâ íå çàâèñèò îò ïóòè
ïåðåõîäà, à îïðåäåëÿåòñÿ òîëüêî íà÷àëüíûì è êîíå÷íûì åå ñîñòîÿíè-
åì, ò.å. òåðìîäèíàìè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè â ýòèõ äâóõ ñîñòîÿíèÿõ.
Îäíàêî, åñëè ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ âíåøíèõ óñëîâèé áîëüøå, ÷åì ñêî-
ðîñòü äîñòèæåíèÿ ðàâíîâåñèÿ ñàìîé ñèñòåìîé, òî ïîëîæåíèå î íåçà-
âèñèìîñòè èçìåíåíèÿ ñâîéñòâ ñèñòåìû îò ïóòè ïåðåõîäà íå ñîáëþ-
äàåòñÿ. Íàïðèìåð, â ñëó÷àå áûñòðîãî îõëàæäåíèÿ ðàñïëàâà îáðàçóåò-
ñÿ àìîðôíàÿ ôàçà (ñòåêëî), ìåäëåííîãî – êðèñòàëëû.
                             – 18 –
îäíîâðåìåííî áóäóò èçìåíÿòüñÿ è äðóãèå ñâîéñòâà ñèñòåìû. Äëÿ
ïîëíîãî îïèñàíèÿ ñîñòîÿíèÿ ñèñòåìû áûâàåò äîñòàòî÷íî çíàòü íå-
êîòîðîå íàèìåíüøåå ÷èñëî òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ñâîéñòâ, êîòîðûå
ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê âíóòðåííèå ïàðàìåòðû ñèñòåìû (ïàðà-
ìåòðû ñîñòîÿíèÿ ñèñòåìû).
      Ïàðàìåòðû – âåëè÷èíû, ïðè ïîìîùè êîòîðûõ ìîæåò áûòü
îäíîçíà÷íî îïèñàíî ñîñòîÿíèå òåðìîäèíàìè÷åñêîé ñèñòåìû. Òåð-
ìîäèíàìè÷åñêèì ïàðàìåòðîì ìîæåò áûòü ëþáîå ñâîéñòâî ñèñòå-
ìû, åñëè îíî ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê îäíà èç íåçàâèñèìûõ ïåðåìåí-
íûõ, îïðåäåëÿþùèõ ñîñòîÿíèå ñèñòåìû (òåìïåðàòóðà, äàâëåíèå,
îáúåì, âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ è ò.ä.). Ñðåäè ñâîéñòâ ñèñòåìû ðàçëè÷à-
þò ýêñòåíñèâíûå è èíòåíñèâíûå.
      Ýêñòåíñèâíûå – ïàðàìåòðû, îáëàäàþùèå ñâîéñòâîì àääèòèâ-
íîñòè. Ýòî îáúåì, ýíòðîïèÿ, ìàññà è äð. Òàê, îáúåì ñèñòåìû ðàâåí
ñóììå îáúåìîâ ôàç, a ìàññà ñèñòåìû – ñóììå ìàññ ôàç è ò.ä.
      Èíòåíñèâíûå – ïàðàìåòðû, íå çàâèñÿùèå îò ìàññû èëè ÷èñëà
÷àñòèö (òåìïåðàòóðà, äàâëåíèå, õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë, êîíöåíòðà-
öèÿ, ïëîòíîñòü è äð.). Òàêèå ïàðàìåòðû íå àääèòèâíû. Òàê, ðàçäå-
ëèâ ëþáóþ èçîòåðìè÷åñêóþ ñèñòåìó íà îòäåëüíûå ÷àñòè, ïîëó÷èì
îäèíàêîâûå òåìïåðàòóðû â êàæäîé.
      Ïàðàìåòðû ñîñòîÿíèÿ, ïîääàþùèåñÿ íåïîñðåäñòâåííîìó èçìå-
ðåíèþ, ïðèíÿòî ñ÷èòàòü îñíîâíûìè. Ê íèì îòíîñÿòñÿ òåìïåðàòóðà,
äàâëåíèå, ïëîòíîñòü, êîíöåíòðàöèÿ, îáúåì. Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ, ýí-
òàëüïèÿ, ýíòðîïèÿ è äðóãèå ïàðàìåòðû îáû÷íî ðàññìàòðèâàþòñÿ êàê
ôóíêöèè îñíîâíûõ. Òåðìîäèíàìè÷åñêèå ïàðàìåòðû ñîñòîÿíèÿ ñèñ-
òåìû õàðàêòåðèçóþò ëèøü äàííîå åå ñîñòîÿíèå, íèêàê íå ñâèäåòåëü-
ñòâóÿ î ïðåäøåñòâóþùèõ ñîñòîÿíèÿõ. Ïðè ïåðåõîäå ñèñòåìû èç îä-
íîãî ñîñòîÿíèÿ â äðóãîå èçìåíåíèå åå ñâîéñòâ íå çàâèñèò îò ïóòè
ïåðåõîäà, à îïðåäåëÿåòñÿ òîëüêî íà÷àëüíûì è êîíå÷íûì åå ñîñòîÿíè-
åì, ò.å. òåðìîäèíàìè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè â ýòèõ äâóõ ñîñòîÿíèÿõ.
Îäíàêî, åñëè ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ âíåøíèõ óñëîâèé áîëüøå, ÷åì ñêî-
ðîñòü äîñòèæåíèÿ ðàâíîâåñèÿ ñàìîé ñèñòåìîé, òî ïîëîæåíèå î íåçà-
âèñèìîñòè èçìåíåíèÿ ñâîéñòâ ñèñòåìû îò ïóòè ïåðåõîäà íå ñîáëþ-
äàåòñÿ. Íàïðèìåð, â ñëó÷àå áûñòðîãî îõëàæäåíèÿ ðàñïëàâà îáðàçóåò-
ñÿ àìîðôíàÿ ôàçà (ñòåêëî), ìåäëåííîãî – êðèñòàëëû.