10.2 Фазовое равновесие и превращения

Равнове́сие фаз в термодинамике — состояние, при котором фазы в термодинамической системе находятся в состоянии теплового и механического равновесия.

Типы фазовых равновесий:

Тепловое равновесие означает, что все фазы вещества в системе имеют одинаковую температуру.

Механическое равновесие означает равенство давлений по разные стороны границы раздела соприкасающихся фаз. Строго говоря, в реальных системах эти давления равны лишь приближенно, разность давлений создается поверхностным натяжением.

10.3 Фазовые переходы первого рода

Фазовый переход-переход вещества из одной фазы в дргую.

Фазовый переход первого рода (плавление, кристаллизация) сопровождается поглощением или выделением теплоты, называемой теплотой фазового перехода. Фазовые переходы первого рода характеризуются постоянством температуры, изменениями энтропии и объема.

11.1 Кривая фазового равновесия

Для наглядного изображения фазовых превращений используется диаграмма состояния, на которой в координатах р, Т задается зависимость между температурой фазового перехода и давления в виде кривых испарении (Ки), плавления (Кп) и сублимации(Кс), разделяющих поле диаграммы на три области , соответствующие условиям существования твердой (тт), жидкой (ж) и газообразной (г) фаз. Кривые на диаграмме называются кривыми фазового равновесия, каждая точка на них соответствует условиям равновесия двух существующих фаз: КП твердого тела и жидкости, КИ жидкости и газа, КС жидкости и газа.

11.2Тройная точка - точка, в которой пересекаются кривые фазового равновесия, называется тройной точкой. Она определяет условия одновременного равновесного существования трёх фаз вещества.

11.3 Закон Клапейрона-Клаузиуса

КЛАПЕЙРОНА-КЛАУЗИУСА УРАВНЕНИЕ, устанавливает связь между изменениями равновесных значений т-ры Т и давления р однокомпонентной системы (чистого в-ва) при фазовых переходах первого рода (плавлении, испарении, сублимации, полиморфных превращениях). Имеет вид:

где DV - изменение объема системы при фазовом переходе, L - теплота перехода. При равновесном переходе 1 моля в-ва из фазы 1 в фазу 2 при постоянных T и p (процесс изотермо-изобарический) L=H2-Н1 и DV=V2-Vl, где Н2, Hl, V2 и Vl - молярные энтальпии и объемы фаз 1 и 2 соответственно. Производная dp/dT рассчитывается как тангенс угла наклона касательной к кривой сосуществования фаз на фазовой р-Т диаграмме. При рассмотрении испарения и сублимации К.-клапейрона-клаузиуса уравнение обычно используют для изучения влияния т-ры на равновесное давление пара над жидкостью или твердым в-вом (определяют dp/dT); обратная величина dT/dp описывает влияние давления на т-ру кипения или сублимации.

12.1 Строение и свойства жидкостей

Форма жидких тел может полностью или отчасти определяться тем, что их поверхность ведёт себя как упругая мембрана. Так, вода может собираться в капли. Но жидкость способна течь даже под своей неподвижной поверхностью, и это тоже означает несохранение формы (внутренних частей жидкого тела).

Молекулы жидкости не имеют определённого положения, но в тоже время им недоступна полная свобода перемещений. Между ними существует притяжение, достаточно сильное, чтобы удержать их на близком расстоянии

Свойства: Текучесть

Сохранение объёма

Вязкость

Образование свободной поверхности и поверхностное натяжение

Испарение и конденсация

Кипение

Смачивание

Смешиваемость

Диффузия