2. Стани вуглеводневих газорідинних сумішей при зміні тиску та температури.

Індивідуальні вуглеводневі гази змінюють свій об’єм в залежності від тиску і температури.

З цього малюнку ми бачимо, що при ізотермічному стисканні етану об’єм його зменшується з підвищенням тиску до тих пір, доки не з’явиться рідка фаза. Потім стискання системи відбувається при постійному тиску до повного переходу вуглеводню в рідких стан.

Після цього навіть при невеликому зміненні об’єму рідного вуглеводню різко збільшується тиск.

Крива АВС характеризує граничні умови фаз ( гранична крива) . Частина її АС – крива насиченості рідини або точки кипіння; інша СВ – крива насиченого газу або точок роси ( початку конденсату ). Вліво від лінії точок кипіння існує тільки рідка фаза, вправо від лінії точок роси – тільки газова фаза, а всередині граничної кривої - двохфазна область (рідка і газова фаза).

Зі збільшенням температури ( а також і тиску для даної системи) ізотерми перетинаються з кривої точок роси при всі менших значеннях питомого об’єму , а перетинання їх з кривою точок кипіння відбувається при всіх великих значеннях питомого об’єму, тобто при збільшенні температури мінімального об’єму газової фази зменшується, а максимальний об’єм рідкої – збільшується.

Характер зміни об’єму двох і багатокомпонентних вуглеводневих газів залежить не тільки від тиску і температури, а також і від складу газів.

Н а малюнку приведена залежність «об’єм - тиск» для суміші пентану і гептану. Для двохкомпонентної системи, як бачимо на малюнку, тиск в процесі стискання в двохфазній області не залишається постійним, і при постійній температурі тиск початку пароутворення вище тиску точки конденсації.

В критичній точці властивістю одно- і двохкомпонентних систем також різні. Двох– і багатокомпонентні системи можуть знаходитися і двохфазному стані при температурах і тиску як вище, так і нижче критичних.

Більше це ми можемо спостерігати на фазових діаграмах для багатокомпонентних систем, одна з яких в координатах «тиск – температура»:

Н а цій діаграмі виділяються три області фазового стану суміші: область, розташована правіше і нижче кривої СДЕ , являє собою газову фазу; інша область, яка лежить вище і лівіше кривої АВС, - рідку фазу; третя область, знаходиться всередині кривої АВСДЕ, являє область двохфазного стану. Пунктиром в цій області показано процентне співвідношення рідкої фази і суміші.

На фазовій діаграмі є три критичні точки: В, С і D.

Точка С називається істинно критична. Вона має координати р_кр.см ( критичний тиск суміші) і Т_кр.см (критична температура суміші). В цій точці суміш знаходиться в однофазному стані, так як відсутній поділ між фазами.

Точка D, яка лежить на ізотермі Т_max - точка критичної температури конденсації. Ця точка характеризується максимальною температурою.

Точка В, яка лежить на ізобарі р_max, характеризується максимальний тиск, при якому можливе паровий стан частини рідини.

З діаграми слідує, що при температурах нижче критичних збільшеннях тиску в суміші призводить до збільшення об’єму рідкої фази за рахунок конденсації газової фази, доки вона вся не перейде в рідкий стан. І навпаки.