Лекци@25-Фазовое_равновесие [Режим совместимости] (1062652)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Лекции по термодинамикедоцент каф. Э6, ктн Рыжков С.В.Лекция №25Фазовое равновесие• Особенности изменения состава системы при фазовых превращениях• Компоненты• Условия фазового равновесия• Правило фаз Гиббса• Число степеней свободы N1. Особенности изменения состава системы при фазовыхпревращениях.Любая экстенсивная функция состояния Z многофазной системы с чистым веществомпри условии Т,р = const,согласно Z = ∑ Zi ni = ∑Zi niZ=∑Zjnj(1)где Z j — молярная функция j-й фазы.Разделив уравнение (1) на число молей системы (∑n j), получим выражение дляудельной молярной функции Z системы в видегде r jZ=Zj j=Zn∑j∑n(2)= n j / ∑ n j – молярная доля j-й фазы.Изменение любой экстенсивной функции состояния системы при фазовых превращенияхв условиях Т,р = const и (∆n" = - ∆n'). можно записать в виде∆Z=∑Z j ∆n j∆Z = Z" ∆п" + Z' ∆ п' = ∆п" (Z" - Z') = ∆n' (Z' - Z") = ∆п ∆Z,где ∆п — изменение числа молей одной из двух фаз.∆Z∆Z == z "− z '∆n(3)2. Условия фазового равновесия.Компонентами называют независимые составляющие сложной системы, различные похимической природе, содержание которых не зависит от содержания другихсоставляющих системы или которые необходимы и достаточны для построениясистемы .Уравнение равновесия системы, состоящей из К компонентов и Ф фаз (при постоянстве вней двух термомеханических параметров), может быть записано так:ФKjj''""ФФµdn=µdn+µdn+...+µ⋅dn∑∑ i i 1 1 1 111 +j =1 i =1+ µ2' ⋅ dn2' + µ2" ⋅ dn2" + ...

+ µ2Ф ⋅ dn2Ф + ... + µK' ⋅ dnK' ++ µK" ⋅ dnK" + ... + µKФ ⋅ dnKФ = 0(4)Отсюда условие перераспределения массы каждого из компонентов между фазами имеетвидФjФ'"dn=dn+dn+...+dn=0∑j =1Объединив уравнения для всех К компонентов, получимФKjФ'"'dn=dn+dn+...+dn+dn∑∑ i 1 112 +j =1 i =1+ dn 2'' + ... + dn 2Ф + ... + dn K' + dn K'' + ... + dn KФ = 0(5)Положим, что количества всех компонентов во всех фазах, кроме первого компонента впервой и второй фазах, остаются неизменными. Тогда на основе уравнения (5) имеемd n'1 + d n"1 = 0,илиd n"1 = - d n'1.Уравнение (4) в этом случае можно записать в видеµ'1 d n'1 + µ "1 d n'1 = 0.Подставив первое уравнение во второе, получим(µ'1 - µ "1) d n'1 = 0Так как d n'1 ≠ 0 (по предположению), то µ'1 = µ "1.Таким образом, условия фазового равновесия сложной системы, состоящей из Ф фаз и Ккомпонентов, имеют видµ'1 = µ "1 = µ'"1 = ... = µΦ1µ'2 = µ "2 = µ '"2 = ...

= µΦ2…………………………µ ' k = µ "k = µ '"k = ... = µΦk(6)3. Правило фаз Гиббса.Число переменных, которое может быть произвольно изменено в системе без нарушенияее фазового равновесия, называют числом степеней свободы N.Состояние термомеханической системы, состоящей из Ф фаз и К компонентов в фазах,складывается из состояния отдельных фаз и однозначно определяется числом независимыхпеременных П, равным числу координат состояния системы (энтропиям фаз, объемам фаз,массам компонентов в фазах):П=(К+2)Ф.Массы компонентов в фазах связаны уравнением закона сохранения массы. Число такихуравнений равно числу фаз: Ус=Ф. При тепловом равновесии фаз температуры их равны.Это дает Ф-1 независимых уравнений.

При механическом равновесии фаз равны их давления, что дает также Ф-1 уравнений. Каждая из К строк условий фазового равновесиядает в свою очередь Ф-1 независимых уравнений .Таким образом, условия теплового,механического и фазового равновесий дают Ур = (Ф-1)(К +число уравнений, связывающих независимые переменные,2) уравнений. ОбщееУ= Ус + Ур= Ф+ [(Ф - 1)(К+2)].Отсюда число степеней свободыN = П-У= (К+ 2)Ф – Ф - [(Ф- 1)(К+ 2)] = К+2 - Ф.(7)Так как N не может иметь отрицательное значение (N ≥ 0), то из уравнения (7) следуетФ ≤ К+2.(8)Контрольные вопросы•••••Особенности изменения состава системы при фазовых превращенияхКомпонентыУсловия фазового равновесияПравило фаз ГиббсаЧисло степеней свободы N.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций