V1 до объема v2 при различных условиях.

Графическая иллюстрация величины работы расширения идеального газа при изменении его объема от V₁ до V₂ при изотермическом, изохорическом, изобарическом и адиабатическом процессах представлена на рис. 1.1.

Из рис. 1.1 очевидно, что наибольшей является работа при Р = const и наименьшей - при . Работа расширения равна нулю, если объем газа не изменяется (V = const). То же самое наблюдается и для работы сжатия с той лишь разницей, что ее величина будет отрицательной.

Основной закон фазового равновесия.

1)CaCO₃тв=CaOтв+CO₂газ. Состав фазы может быть выражен двумя компонентами, т.к. число независимых компонентов равно 3-1=2

2)Если трехкомпонентная система:

NH₄Clтв→NH₃+HCl

Кр=[NH₃][HCl] [NH₃]=[HCl]

Условие равновесия компонентов 2х фаз.(в гетерогенной системе)

Для определения состава фазы, содержащей К компонетов, достаточно указать (К-1) независимых компонентов. Для описания состояния Ф фаз требуется Ф(К-1)+2 переменных по составу и две переменные по температуре и давлению. Кроме того не все переменные являются независимыми друг от друга, т.к. при равновесии распределение каждого компонента между различными фазами должно удовлетворять условию равенства его химических потенциалов во всех фазах.

(К-1)Ф+2-(Ф-1)К=С, (Ф-1)К=С-число независимых компонентов или число степеней свободы.

С=К-Ф+2 – основной закон фазового равновесия.

С=К-Ф+1 – для конденсированных систем.

С=К-Ф+n – общий случай, где n-число внешних факторов, влияющих на систему.

Равновесие чистого вещества в 2х фазах однокомпонентной системы.

Две фазы:

При равновесии выполняется условие равенства:

∆S/∆T=dP/dT. Для обратимых изотермических процессов: ∆S=∆Hфаз.пер./Т

dP/dT=∆Hфаз.пер./Т∆V-Клапейрона-Клаузиуса.

Применение: dT/dP=T∆V/∆Hфаз.пер.=∆T/∆P

Знак производной dT/dP зависит от знака изменения объема dP при плавлении Vж>Vтв, то и V>0, то dT/dP тоже бедет >0. Бывают случаи, когда V<0, следовательно и dT/dP<0 (вода, висмут).

Учитывая слабую зависимость температуры перехода между конденсированными фазами от давления можно записать (∆Т/∆Р).

Для процессов испарения и возгонки:

Обычно ∆V=Vп-Vж≈Vпар Vпар=RT/P

dlnP/dT=∆Hиспар/RT² всегда dlnP/dT>0, т.к. с ростом температуры давление пара над жидкостью всегда увеличивается.

Диаграммы состояния.

Кривая СВ-зависимость температуры замерзания воды от внешнего давления и называется кривой плавления . Кривая ОС-зависимость давления насыщенного пара жидкой воды от температуры и называется кривой испарения. Кривая ОА-зависимость давления насыщенного пара льда от температуры и называется кривой возгонки.

С=1-1+2=2 С=3-2=1 С=0-безвариантна система. Д-нестабильное, неустойчивое состояние. При высоких давлениях (более 30⁰С) лед возможен и при t>100⁰C

Двухкомпонентная система.

(Р, Е, х₁=1- х₂)

Диаграммы строятся на основе данных термического анализа. Термический анализ строят по кривым охлаждения, построенных в координатах: температура и время:

Горизонтальные участки получаются при кристаллизации в 2х случаях:1)чистого компонента 2)эвтектическая смесь (из ТВ. в ЖИД.)

т.М – фигуративная точка

Системы с эвтектикой.

Такую диаграмму дуют компоненты А и В, которые в твердом виде не образуют между собой химическое соединение или твердый раствор. В точке М имеем двухвариантную систему (число фаз Ф=1, число степеней свободы С=3-1=2). При понижении температуры до а₀ начинается выделение первых кристаллов А. При этом число фаз Ф=2, С=3-2=1-одновариантная система. Когда прямая, проведенная параллельно оси абсцисс через фигуративную точку, по точкам b₂ и b₁ определяют температуру и состав равновесных фаз. Точка b₂-состав твердой фазы(кристалла), b₁-состав расплава. При охлаждении до Т_B состав расплава становится эвтектическим, т.е. из смеси выпадает кристалл А и В.