Физико-химическое моделирование в нефтегазовой геохимии. Часть 1. Теория и методология физико-химического моделирования. Бычинский В.А - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ИГУ | Иркутск

Составители: 

Рубрика: 

– 19 –
Èñõîäÿ èç õàðàêòåðà âçàèìîäåéñòâèÿ òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ñèñ-
òåì ñ îêðóæàþùåé ñðåäîé, èõ ïîäðàçäåëÿþò íà îòêðûòûå, çàêðû-
òûå è èçîëèðîâàííûå.
Îòêðûòîé íàçûâàåòñÿ ñèñòåìà, êîòîðàÿ ìîæåò îáìåíèâàòüñÿ
ñ îêðóæàþùåé ñðåäîé ýíåðãèåé è âåùåñòâîì.
Çàêðûòîé íàçûâàåòñÿ ñèñòåìà, â êîòîðîé îòñóòñòâóåò îáìåí
âåùåñòâîì ñ îêðóæàþùåé ñðåäîé, íî îíà ìîæåò îáìåíèâàòüñÿ ñ íåé
ýíåðãèåé.
×àñòè÷íî çàêðûòîé íàçûâàåòñÿ ñèñòåìà, â êîòîðîé ïðèñóò-
ñòâóåò îáìåí ñ îêðóæàþùåé ñðåäîé ýíåðãèåé, à òàêæå íåêîòîðûìè
èç íåçàâèñèìûõ êîìïîíåíòîâ (ñì. äàëåå).
Èçîëèðîâàííîé íàçûâàåòñÿ òàêàÿ ñèñòåìà, îáúåì êîòîðîé îñ-
òàåòñÿ ïîñòîÿííûì è êîòîðàÿ íå îáìåíèâàåòñÿ ñ îêðóæàþùåé ñðå-
äîé íè âåùåñòâîì, íè ýíåðãèåé.
Ôàçà – ñîâîêóïíîñòü âñåõ ÷àñòåé ñèñòåìû, îäèíàêîâûõ ïî
ñîñòàâó è ïî âñåì ôèçè÷åñêèì è õèìè÷åñêèì ñâîéñòâàì (íå çàâèñÿ-
ùèì îò êîëè÷åñòâà âåùåñòâà) è îòäåëåííûõ îò äðóãèõ ÷àñòåé ñèñ-
òåìû íåêîòîðîé ïîâåðõíîñòüþ (íàïðèìåð: ñìåñü ãàçîâ – CH
4
, C
2
H
6
,
C
3
H
8
, CO
2
è òä.; âîäíûé ðàñòâîð –
3
HCO ,
−
2
3
CO ,
−
0
2
CO ,
Na
+
, CaCl
+
,
H
2
O è ò.ä.; òâåðäûé ðàñòâîð – êàðáîíàòû CaCO
3
, FeCO
3
, MgCO
3
;
îäíîêîìïîíåíòíàÿ ôàçà êðèñòîáàëèò – SiO
2
).
Ñèñòåìà íàçûâàåòñÿ ãîìîãåííîé (îäíîðîäíîé), åñëè îíà ñî-
ñòîèò èç îäíîé ôàçû. Ãåòåðîãåííàÿ ñèñòåìà îáÿçàòåëüíî ñîäåðæèò
íåñêîëüêî ôàç. Ñèñòåìà, âêëþ÷àþùàÿ â ñåáÿ âåùåñòâà, íàõîäÿùèå-
ñÿ â ðàçëè÷íûõ àãðåãàòíûõ ñîñòîÿíèÿõ, íàïðèìåð «ëåä – ïàð – âîäà
(æèäêîñòü)», íàçûâàåòñÿ ãåòåðîàãðåãàòíîé.
Ìóëüòèñèñòåìà. Ïîä òåðìîäèíàìè÷åñêîé ìóëüòèñèñòåìîé
áóäåì ïîíèìàòü êîíå÷íóþ ñîâîêóïíîñòü ôàç è ñîñòàâëÿþùèõ èõ
êîìïîíåíòîâ, êîòîðûå àïðèîðè ìîãóò íàõîäèòüñÿ â ðàâíîâåñèè äðóã
ñ äðóãîì â äàííîé, îãðàíè÷åííîé ñâåðõó è ñíèçó, îáëàñòè èçìåíå-
íèÿ òåìïåðàòóðû, äàâëåíèÿ è îáùåãî õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà ñèñòå-
ìû. Êàêèå èìåííî ôàçû è ñîñòàâëÿþùèå èõ êîìïîíåíòû, è â êàêèõ
êîëè÷åñòâàõ èç ýòîé ñîâîêóïíîñòè áóäóò ïðåäñòàâëÿòü ðàâíîâåñíûé
ñîñòàâ ïðè äàííûõ ôèêñèðîâàííûõ çíà÷åíèÿõ òåìïåðàòóðû, äàâëå-
íèÿ è õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà ñèñòåìû, çàðàíåå íåèçâåñòíî. Îïðåäå-
                              – 19 –
      Èñõîäÿ èç õàðàêòåðà âçàèìîäåéñòâèÿ òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ñèñ-
òåì ñ îêðóæàþùåé ñðåäîé, èõ ïîäðàçäåëÿþò íà îòêðûòûå, çàêðû-
òûå è èçîëèðîâàííûå.
      Îòêðûòîé íàçûâàåòñÿ ñèñòåìà, êîòîðàÿ ìîæåò îáìåíèâàòüñÿ
ñ îêðóæàþùåé ñðåäîé ýíåðãèåé è âåùåñòâîì.
      Çàêðûòîé íàçûâàåòñÿ ñèñòåìà, â êîòîðîé îòñóòñòâóåò îáìåí
âåùåñòâîì ñ îêðóæàþùåé ñðåäîé, íî îíà ìîæåò îáìåíèâàòüñÿ ñ íåé
ýíåðãèåé.
      ×àñòè÷íî çàêðûòîé íàçûâàåòñÿ ñèñòåìà, â êîòîðîé ïðèñóò-
ñòâóåò îáìåí ñ îêðóæàþùåé ñðåäîé ýíåðãèåé, à òàêæå íåêîòîðûìè
èç íåçàâèñèìûõ êîìïîíåíòîâ (ñì. äàëåå).
      Èçîëèðîâàííîé íàçûâàåòñÿ òàêàÿ ñèñòåìà, îáúåì êîòîðîé îñ-
òàåòñÿ ïîñòîÿííûì è êîòîðàÿ íå îáìåíèâàåòñÿ ñ îêðóæàþùåé ñðå-
äîé íè âåùåñòâîì, íè ýíåðãèåé.
      Ôàçà – ñîâîêóïíîñòü âñåõ ÷àñòåé ñèñòåìû, îäèíàêîâûõ ïî
ñîñòàâó è ïî âñåì ôèçè÷åñêèì è õèìè÷åñêèì ñâîéñòâàì (íå çàâèñÿ-
ùèì îò êîëè÷åñòâà âåùåñòâà) è îòäåëåííûõ îò äðóãèõ ÷àñòåé ñèñ-
òåìû íåêîòîðîé ïîâåðõíîñòüþ (íàïðèìåð: ñìåñü ãàçîâ – CH4, C2H6,
C3H8, CO2 è òä.; âîäíûé ðàñòâîð – HCO−3 , CO3−2 , CO02 , Na+, CaCl+,
H2O è ò.ä.; òâåðäûé ðàñòâîð – êàðáîíàòû CaCO3, FeCO 3, MgCO3;
îäíîêîìïîíåíòíàÿ ôàçà êðèñòîáàëèò – SiO2).
      Ñèñòåìà íàçûâàåòñÿ ãîìîãåííîé (îäíîðîäíîé), åñëè îíà ñî-
ñòîèò èç îäíîé ôàçû. Ãåòåðîãåííàÿ ñèñòåìà îáÿçàòåëüíî ñîäåðæèò
íåñêîëüêî ôàç. Ñèñòåìà, âêëþ÷àþùàÿ â ñåáÿ âåùåñòâà, íàõîäÿùèå-
ñÿ â ðàçëè÷íûõ àãðåãàòíûõ ñîñòîÿíèÿõ, íàïðèìåð «ëåä – ïàð – âîäà
(æèäêîñòü)», íàçûâàåòñÿ ãåòåðîàãðåãàòíîé.
      Ìóëüòèñèñòåìà. Ïîä òåðìîäèíàìè÷åñêîé ìóëüòèñèñòåìîé
áóäåì ïîíèìàòü êîíå÷íóþ ñîâîêóïíîñòü ôàç è ñîñòàâëÿþùèõ èõ
êîìïîíåíòîâ, êîòîðûå àïðèîðè ìîãóò íàõîäèòüñÿ â ðàâíîâåñèè äðóã
ñ äðóãîì â äàííîé, îãðàíè÷åííîé ñâåðõó è ñíèçó, îáëàñòè èçìåíå-
íèÿ òåìïåðàòóðû, äàâëåíèÿ è îáùåãî õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà ñèñòå-
ìû. Êàêèå èìåííî ôàçû è ñîñòàâëÿþùèå èõ êîìïîíåíòû, è â êàêèõ
êîëè÷åñòâàõ èç ýòîé ñîâîêóïíîñòè áóäóò ïðåäñòàâëÿòü ðàâíîâåñíûé
ñîñòàâ ïðè äàííûõ ôèêñèðîâàííûõ çíà÷åíèÿõ òåìïåðàòóðû, äàâëå-
íèÿ è õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà ñèñòåìû, çàðàíåå íåèçâåñòíî. Îïðåäå-

Страницы