Теоретическое и экспериментальное исследования диаграмм фазовых равновесий
Основные понятия
Термодинамическая система Гетерогенная система Фаза Квазистатический процесс Компонент
Термодинамические параметры Интенсивные и экстенсивные параметры
Квазистатический процесс
Изменение состояния фазы, происходящее бесконечно медленно и непрерывно, так что в каждый момент времени фаза находится в равновесном состоянии
Описывается уравнением Гиббса-Дюгема
k |
k 2 |
SdT VdP mi d i 0 |
или Qi d i 0 |
i 1 |
i 1 |
Условия равновесия фаз
В условиях равновесия интенсивные параметры во всех фазах равны
T (1) T (2) ... T ( f ) P(1) P(2) ... P( f )
1(1) 1(2) ... 1( f )
.................................
k(1) k(2) ... k( f )
Возможное состояние каждой из фаз описывается уравнением Гиббса- Дюгема
k
S (1)dT V (1 )dP mi(1)d i 0
i 1
k
S (2)dT V ( 2 )dP mi(2)d i 0
i 1
....................................................
k
S ( f )dT V (f)dP mi( f )d i 0
i 1
Интенсивные и экстенсивные параметры
Два типа параметров
–интенсивные ( i) : T,(-P), i
–экстенсивные (Qi) : V,S,xi
Связанные пары экстенсивных и интенсивных параметров, называются сопряженными
T-S, (-P)-V, -m
Фазовые диаграммы
2D графики функций
i( j): P-T, i -P, i-T, i- j
i(Qj): P-S, P-V, P-xj, T-S, T-V, T-xj, i-S, i-V, i-xj
– Qi(Qj): S-xj, S-V, V-xj, xi-xj
Пример: p-T диаграмма состояния воды
P |
|
SL |
жидкость (L) |
|
|
лед (S) |
LV |
|
|
SV |
пар (V) |
|
|
|
T |
Фазовые диаграммы
Отображения P-T-x - пространства на плоскость
–проекции
–сечения
Получаются в разных условиях
Пример: двухкомпонентная система AB
•Компоненты неограниченно растворимы в твёрдой и жидкой фазах
•Вариант знакомой диаграммы типа «рыбка»!
Система AB в P-T-x пространстве
|
P-T проекция системы AB |
||
p |
SALA |
LAVA |
|
|
|
||
|
|
SBLB |
LBVB |
|
|
SLV |
|
|
SAVA |
SBVB |
|
|
|
|
|
|
|
|
T |