6. Термодинамическая фазовая рТ-диаграмма.

Все прямые фазовые переходы требуют подвода теплоты и происходят при постоянном давлении и постоянной температуре. Переход из одного агрегатного состояния в другое принято рассматривать на РТ-диаграмме. Если взять в кач-ве независимого параметра Т, то есть три линии:

p=f1(T)-AK – соответ. равновесному состоянию Ж и Г фазы- испарение

p=f2(T)-AC

p=f3(T)-AB.

Эти линии представляют геометрич место точек

в которых находится в равновесном состоянии

любая пара из 3х агрегатных состояний.

АС-соответствует равновесному состоянию

Т и Г фазы (сублимация по прямому пр-су)-

десублимация.

АВ-соответ равновесному состоянию Т и Ж фазы –

плавление (кристаллизация)

Температура при котором происходит переход из Твердого состояния в Ж – Тпл, Ткрист.

Кол-во теплоты подведенное в этом пр-се – теплота плавления (кристаллиз). Температура перехода в-ва из Ж в Г – Ткип, (Тконд). Теплота в этом пр-се которое выделяется или поглощается – теплота парообразования или теплота конденсации. Температура из Т в Пар – температура сублимации. Теплота подведенная или отведенная назыв теплотой сублимации. Кривая на которых происходит в зависимости от давления и температуры переход из Ж состояния в Г заканчивается в точке К – это критическая точка. В т К исчезает физическое различие между жидким и газообразным состоянием в-ва, а точнее плотности пара водяной смеси равной плотности жидкости. Критическое давление – Рк = 22,12 МПа, Тк = 374,16 С. Все три кривые пересекаются в т А которая наз тройной точкой. В этой точке исчезает различие между тремя фазами Т Ж Г. Изобарная теплоемкость для фазового перехода равна бесконечности.

Коэффициент изобарного (объемного) расширения:

Коэффициент изотермического сжатия:

Уравнение Клайперона-Клазиуса связывает температуру, давление, удельный объем с теплотой фазового перехода

, где - произведение от давления по температуре взятое на кривой фазового перехода,- теплота фазового перехода,dT – температура фазового перехода, v′′- удельный объем пара, v′- удельный объем жидкости или твердого тела. В общем виде ур-е характеризуется изменением давления фаз находящихся в равновесии от Т. Для плавления (линия АВ): - удельная теплота плавления,v′-удельный объем тв тела; Для парообразования (АК): q –удельная теплота парообразования, Т – удельная температура парообразования, v′-удельный объем жидкости; При сублимации (АС) – q –удельная теплота сублимации, Т – температура сублимации, v′- удельный объем тв тела. С помощью этого ур-я можно установить наклон линии плавления, парообразования, сублимации в тройной точке - для всех в-в кроме воды. Проведенные касательные к А для 3-х линий: АК, АВ, АС. α1, α2, α3 – углы наклона касательной кривой. АВ, АК и АС в т.А к оси Т <90˚ .v′′- v′ <0 для всех в-в. Для воды < 0 и поэтому α4>90˚. Для всех нормальных жидкостей для которых разница > 0 все линии фазового перехода отклонены вправо. А для воды с повышенным давлением линия отклонена не вправо, а влево.