Многокомпонентные системы. Фазовые равновесия. Цыренова С.Б - 9 стр.

UptoLike

Рубрика: 

В системах с фазовыми переходами второго рода
каждая фаза может существовать только в определенной
температурной области и невозможно существование
метастабильных состояний.
Примеры фазовых переходов второго рода:
полиморфные превращения; переходы в сверхтекучее и
сверхпроводящее состояние; переход железа из
ферромагнитного в парамагнитное состояние /4/.
2.3 Диаграммы состояния однокомпонентных
систем.
Состояние однокомпонентной системы определяется
двумя независимыми параметрами (например P и T), а
объем системы V=f(P,T). Если по трем координатным осям
отложить соответственно давление, температуру, объем
системы, то получится пространственная диаграмма,
характеризующая зависимость состояния системы и
фазовых равновесий в ней от внешних условий. Такая
диаграмма называется диаграммой с о с т о я н и я или ф
а з о в о й диаграммой. Построение пространственных
диаграмм сложно и применение не всегда удобно. Чаще
используют плоскую фазовую диаграмму, представляющую
собой проекцию пространственной диаграммы состояния на
плоскость P-T. Плоская фазовая диаграмма описывает
состояния системы и фазовые равновесия в ней при
различных P и T и V=Const. Применяются и плоские
фазовые диаграммы P-V, T-V.
В основе анализа диаграмм состояния лежат два
общих положения: принцип н е п р е р ы в н о с т и и
принцип с о о т в е т с т в и я.
Согласно первому принципу при непрерывном
изменении параметров, определяющих состояние системы,
свойства отдельных фаз также изменяются непрерывно, а
свойства всей системы в целом непрерывно изменяются до
тех пор, пока не изменится число или природа фаз. В
момент исчезновения старых или появления новых фаз
свойства системы в целом изменяются скачкообразно.
Согласно второму принципу на диаграмме состояния
при равновесии каждому сочетанию фаз и каждой фазе в
отдельности соответствует свой геометрический образ:
плоскость, линия, точка.
На плоской диаграмме состояния каждой фазе
соответствует участок плоскости (область или поле),
представляющий совокупность фигуративных точек,
изображающих состояния равновесной системы. Линия
пересечения областей характеризует равновесие двух фаз, а
точка пересечения этих линийравновесие трех фаз. Такая
точка называется тройной точкой.
2.3.1. Диаграмма состояния диоксида
углерода.
Диаграммы состояния однокомпонентных систем
могут быть пространственными и плоскими. На рис.3 Прил.
1 приведена пространственная диаграмма состояния
диоксида углерода и её проекции на плоскости P-T, P-V, T-
V. На рис. 4 Прил. 1 представлена плоская диаграмма
состояния этой системы в координатах P-T.
Кривые аО, bO, kO делят плоскую диаграмму
состояния на области, соответствующие твердому,
жидкому и газообразному состояниям.
Любая фигуративная точка, находящаяся в пределах
этих областей, характеризует состояние однофазной
дивариантной системы (С=1-1+2=2). Следовательно, в
однокомпонентной системе в пределах одной области
можно произвольно изменять 2 параметра состояния (Т,Р)
без появления новой или исчезновения имеющейся фазы.
Фигуративные точки, находящиеся на линиях aO,
bO, kO, изображают состояния равновесной двухфазной
      В системах с фазовыми переходами второго рода        тех пор, пока не изменится число или природа фаз. В
каждая фаза может существовать только в определенной       момент исчезновения старых или появления новых фаз
температурной области и невозможно существование           свойства системы в целом изменяются скачкообразно.
метастабильных состояний.                                         Согласно второму принципу на диаграмме состояния
      Примеры фазовых переходов второго рода:              при равновесии каждому сочетанию фаз и каждой фазе в
полиморфные превращения; переходы в сверхтекучее и         отдельности соответствует свой геометрический образ:
сверхпроводящее    состояние;    переход    железа из      плоскость, линия, точка.
ферромагнитного в парамагнитное состояние /4/.                    На плоской диаграмме состояния каждой фазе
                                                           соответствует участок плоскости (область или поле),
        2.3 Диаграммы состояния однокомпонентных           представляющий совокупность фигуративных точек,
                         систем.                           изображающих состояния равновесной системы. Линия
                                                           пересечения областей характеризует равновесие двух фаз, а
      Состояние однокомпонентной системы определяется      точка пересечения этих линий – равновесие трех фаз. Такая
двумя независимыми параметрами (например P и T), а         точка называется тройной точкой.
объем системы V=f(P,T). Если по трем координатным осям
отложить соответственно давление, температуру, объем                    2.3.1. Диаграмма состояния диоксида
системы, то получится пространственная        диаграмма,                              углерода.
характеризующая зависимость состояния системы и
фазовых равновесий в ней от внешних условий. Такая                Диаграммы состояния однокомпонентных систем
диаграмма называется диаграммой с о с т о я н и я или ф    могут быть пространственными и плоскими. На рис.3 Прил.
а з о в о й диаграммой. Построение пространственных        1 приведена пространственная диаграмма состояния
диаграмм сложно и применение не всегда удобно. Чаще        диоксида углерода и её проекции на плоскости P-T, P-V, T-
используют плоскую фазовую диаграмму, представляющую       V. На рис. 4 Прил. 1 представлена плоская диаграмма
собой проекцию пространственной диаграммы состояния на     состояния этой системы в координатах P-T.
плоскость P-T. Плоская фазовая диаграмма описывает                Кривые аО, bO, kO делят плоскую диаграмму
состояния системы и фазовые равновесия в ней при           состояния на области, соответствующие твердому,
различных P и T и V=Const. Применяются и плоские           жидкому и газообразному состояниям.
фазовые диаграммы P-V, T-V.                                       Любая фигуративная точка, находящаяся в пределах
       В основе анализа диаграмм состояния лежат два       этих областей, характеризует состояние однофазной
общих положения: принцип н е п р е р ы в н о с т и и       дивариантной системы (С=1-1+2=2). Следовательно, в
принцип с о о т в е т с т в и я.                           однокомпонентной системе в пределах одной области
      Согласно первому принципу при непрерывном            можно произвольно изменять 2 параметра состояния (Т,Р)
изменении параметров, определяющих состояние системы,      без появления новой или исчезновения имеющейся фазы.
свойства отдельных фаз также изменяются непрерывно, а             Фигуративные точки, находящиеся на линиях aO,
свойства всей системы в целом непрерывно изменяются до     bO, kO, изображают состояния равновесной двухфазной