Правило рычага физическая химия
Правило рычага физическая химияДобавить материал
=== Скачать файл ===
Двухфазные равновесия Общие условия равновесия фаз. Теплота, энтропия и свободная энергия фазового перехода I рода. Остановимся более подробно на свойствах однокомпонентных систем. В них могут устанавливаться только фазовые равновесия: Напомним условия равновесия двух фаз друг с другом. Прежде всего, как и для любых находящихся в равновесии тел, должны быть равны температуры T 1 и T 2 обеих фаз:. Далее, при отсутствии внешнего силового поля, должно выполняться условие равенства давлений в обеих фазах:. Наконец, должно выполняться условие равенства химических потенциалов обеих фаз:. Если потенциалы выразить как функции от давления и температуры, то, обозначая равные друг другу температуры и давления обеих фаз через Т и Р , получим уравнение. Это означает, что две фазы одного вещества могут находиться в равновесии друг с другом только при определенных, взаимосвязанных давлении и температуре ; задание одной из этих величин вполне определяет вторую. Если откладывать на осях координат давление и температуру, то точки, в которых возможно равновесие фаз, будут лежать на некоторой непрерывно дифференцируемой то есть гладкой линии кривой равновесия фаз. Заметим, что точки, лежащие в координатах Т - Р по сторонам этой кривой, будут представлять собой однородные однофазные состояния тела. Поэтому кривую равновесия фаз можно также назвать графическим изображением линии сосуществования двух фаз, или изображением границы области существования каждой из фаз. Графические изображения, на которой показаны фазовые равновесия, называют диаграммами состояния системы. Каждой точке на диаграмме состояния соответствует свое состояние системы. Такие произвольные точки на диаграммах состояния, также как и точки в математическом фазовом пространстве, называют фигуративными точками. Если тело подвергается какому-либо внешнему воздействию например, подают или отнимают тепло , то его состояние меняется со временем. Это находит в изменении положения его фигуративной точки на диаграмме состояния: При изменении состояния тела по траектории, пересекающей кривую равновесия в координатах Р - Т , в точке пересечения начинает происходить переход вещества из одной фазы в другую. При продолжении воздействия количество одной фазы убывает, другой, соответственно, возрастает. Отметим, что, поскольку пересечение двух линий - точка, то во время фазового перехода фигуративная точка остается на месте. Другими словами, во время фазового перехода не изменяются ни температура , ни давление. Наконец, тело полностью переходит из исходной фазы в другую, и движение фигуративной точки по диаграмме состояния во времени продолжится. При медленном изменении состояния тела оно иногда может остаться однородным даже тогда, когда при полном равновесии уже должно было бы наступить разделение фаз таковы, например, переохлажденный пар и перегретая жидкость. Такие состояния, однако, метастабильны - они неустойчивы. При резком, но относительно слабом внешнем воздействии метастабильная система самопроизвольно приходит в состояние истинного термодинамического равновесия, выделяя при этом значительные количества энергии, во много раз превосходящее энергию первоначального воздействия. Если изображать равновесие фаз с помощью диаграммы, в которой на осях координат откладываются температура и объем отнесенный к определенному количеству вещества , то состояния, в которых имеются одновременно две фазы, будут заполнять целую область плоскости, а не только одну кривую; это отличие от диаграммы Р , Т связано с тем, что объем V в противоположность давлению неодинаков у обеих фаз. В результате получается диаграмма изображенного на рис. Точки в областях I и II по обе стороны заштрихованной области соответствуют однородным состояниям первой и второй фаз. Заштрихованная же область изображает состояния, в которых обе фазы находятся в равновесии друг с другом: Непосредственно из материального баланса легко заключить, что количества фаз I и II при этом обратно пропорциональны длинам отрезков а1 и а2 так называемое правило рычага. Согласно условиям равновесия, такой переход фазовый переход I рода происходит, как отмечалось выше, при постоянных давлении и температуре. Но при процессе, протекающем при постоянном давлении, количество поглощаемого телом тепла равно изменению его энтальпии. Поэтому теплота перехода q из состояния 1 в состояние 2 , отнесенная к одному молю, есть:. Поскольку фазовый переход I рода процесс изотермический, то для изменения энтропии во время этого процесса можем сразу записать: Две кривые на рис. Точка пересечения обеих кривых определяет температуру Т ф. При всех остальных температурах может существовать либо одна, либо другая фаза. Легко видеть, что при температурах ниже Т ф. С другой стороны, в точке пересечения обеих кривых значение производной всегда больше , чем значение. Таким образом, доказано, что если при повышении температуры тело переходит из одной фазы в другую, то при этом тепло поглощается. А вот изменение изобарно-изотермического потенциала Гиббса , отнесенное к одному молю вещества, при фазовом переходе равно нулю тождественно. Действительно, величина молярного потенциала Гиббса отнесенного к одному молю вещества , равна значению химического потенциала, умноженному на число Авогадро: Прежде всего, как и для любых находящихся в равновесии тел, должны быть равны температуры T 1 и T 2 обеих фаз:
Купальники из германии каталог
Phrasal verbs таблица с переводом
Красивые стихи на французском языке
Pacta sunt servanda перевод с латинского
Hyundai creta характеристики отзывы
Как создать гифку из фото в фотошопе