загрузка...

трусы женские
загрузка...
Реферати » Реферати з науки і техніки » Поняття про компоненти і фазах. Гетерогенні рівноваги.

Поняття про компоненти і фазах. Гетерогенні рівноваги.

Компоненти - індивідуальні речовини, які, будучи взяті в найменшому числі, достатні для побудови всієї системи, причому передбачається, що система знаходиться в рівноважному стані. Компоненти можна визначити як незалежні складові частини системи.

Приклад: система вода - сіль. Обидві складові частини є компонентами, т. к. їх кількості в системі можна міняти незалежно одне від іншого і обидві вони потрібні для побудови системи.

Кількість компонентів в системі може бути одно або менше числа складових частин.

Якщо в системі хімічні реакції йти не можуть, то число компонентів дорівнює числу складових частин (під складовими частинами системи маються на увазі ті що утворюють її речовини, які здатні до існування в ізольованому вигляді). Така система називається фізичною, або системою I класу.

Якщо ж у системі можуть йти хімічні перетворення, то число компонентів дорівнює числу складових частин, зменшеному на число незалежних хімічних реакцій, які можуть йти в ній. Така система називається хімічною, або системою II класу.

Таким чином - система вода - сіль - фізична, якщо у солі немає кристаллогидрата. Прикладом хімічної системи може служити система KNO3 - NaCl - H2O. В результаті обмінної реакції

KNO3 + NaCl = KCl + NaNO3

утворюються дві інші солі. Число складових частин буде дорівнює 5. Однак число компонентів дорівнює 4.

За кількістю компонентів системи діляться на однокомпонентні, двокомпонентні (бінарні), трикомпонентні (потрійні) і т. д.

Фаза - сукупність однорідних систем, що знаходяться між собою в термодинамічній рівновазі. Рівноважна гетерогенна система складається з декількох (мінімум двох) фаз. Якщо в системі є декілька однорідних частин, тотожних за складом і термодинамічних властивостях, то всі вони утворюють одну фазу.

Приклад:

якщо Н2О знаходиться в рівновазі з парою, то в цій системі є дві фази: вода і пар;

Якщо система складається з насиченого розчину солі, кристалів солі і пара, то в системі існує 3 фази.

Рівновага в гетерогенній системі

Система знаходиться в механічному і тепловій рівновазі, якщо Р і Т у всіх фазах однакові. Однак у системі за цих умов можливий перехід речовини з однієї фази в іншу. Ознакою того, що система також знаходиться в рівновазі, тобто не відбувається переходу якого компонента з однієї фази в іншу, є рівність питомих хімічних потенціалів даного компонента в розглянутих фазах.

Одним з найважливіших законів гетерогенного рівноваги є правило фаз. Воно оперує з основними поняттями про компонент, фазі і числі ступенів свободи. Два перших поняття визначені вище.

Під термодинамическими ступенями свободи, або просто під ступенями свободи, маються на увазі незалежні параметри системи, що знаходяться в термодинамічній рівновазі, які можуть приймати довільні значення в певному інтервалі, причому число фаз не змінюється. Іншими словами, ступенями свободи є ті параметри системи, які грають роль незалежних змінних. Всі інші параметри будуть їх функціями.

Кількість ступенів свободи (варіантність системи) - це число, яке вказує, скільком параметрами, які характеризують стан рівноважної системи, можна давати довільні значення без того, щоб число фаз в системі змінилося.

Правило фаз: В ізольованій рівноважної системі число фаз плюс число ступенів свободи дорівнює числу компонентів плюс 2

? + V = k + 2

т. к. умовою рівноваги є рівність хімічних потенціалів, а значення їх не залежить від кількості фази, то і рівновагу в системі не залежить від кількості фази.

Приклад: У систему, що складається з 100 г льоду і 1 кг води, можна додати (або відняти) ще льоду або води, взятого, звичайно, в тому ж стані (Т, Р), в якому знаходився лід.

Якщо якийсь параметр, що характеризує систему залишається постійним, то число змінних зменшиться на одиницю і правило фаз запишеться у вигляді:

? + V = k + 1

Кількість ступені свободи зменшиться в цьому випадку на одиницю. У такому вигляді правило фаз застосовується при вивченні діаграми стану систем, утворених практично нелеткими речовинами. Вплив тиску на ці системи невелике і його приймають за постійну величину.

Приклад: діаграма плавкості нелетких металів при атмосферному тиску.

Класифікація систем

Нонваріантние системи: число фаз більше числа компонентів на 2, отже число ступенів свободи одно 0 (зміна хоча б одного параметра призводить до зникнення принаймні однієї фази).

Моноваріантние системи: число фаз більше числа компонентів на 1, отже число ступенів свободи одно 1 (тільки один параметр може бути вибраний довільно без зміни в системі числа фаз).

Діваріантние системи: число фаз дорівнює числу компонентів, отже число ступенів свободи одно 2 (два параметра можуть бути обрані довільно без зміни числа фаз системи).

Тріваріантная: число фаз менше числа компонентів на одиницю. Число ступенів свободи дорівнює 3.

При зображенні діаграми стану нонваріантному рівноваги відповідає точка (всі координати - певні і постійні величини); моноваріантному - відповідає лінія (одна координата може бути вибрана довільно); біваріантному - ділянка площі або поверхні (дві координати можуть бути довільно обрані) і. т. д.

Якщо стан системи визначається не тільки температурою і тиском, але і концентрацією, то правило фаз запишеться у вигляді:

? + V = k + 3.

У цьому випадку число ступенів свободи завжди буде більше на одиницю.

Приклад: додатковим параметром може бути величина поверхні частинок, так, наприклад, окремі частинки, з яких складається одна фаза, настільки дрібні, що не можна знехтувати значенням поверхневої енергії.

Діаграми стану (однокомпонентні системи)

Для опису властивостей систем широко використовують діаграми стану. На осях координат відкладають значення температури і тиску, що характеризують умови існування, для вираження складу системи використовують одну або дві координати. Лініями (поверхнями) на таких діаграмах поділяють області існування окремих фаз.

Рівняння Клаузіуса - Клайнерона

До всіх моноваріантним равновесиям можна застосувати відому з термодинаміки формулу Клаузиуса-Клайнерона:

Понятие о компонентах и фазах. Гетерогенные равновесия. (14)

q - прихована теплота переходу однієї фази в іншу, що знаходиться з нею в рівновазі;

Т - абсолютна температура, при якій знаходяться ці фази;

Р - тиск;

? V - зміна обсягу при переході від однієї фази до іншої.

Q - завжди позитивна (поглинена теплота).

Друга форма цього рівняння:

Понятие о компонентах и фазах. Гетерогенные равновесия. (15)

має більш обмежене застосування, ніж перше, тому що вона відноситься до моноваріантним равновесиям лише таких систем, в яких одна фаза - газоподібна.

Список літератури

Петрова Е.М.. Поняття про компоненти і фазах. Гетерогенні рівноваги.

 
Подібні реферати:
Розшаровані простору внутрішніх ступенів свободи
У роботі розглядається розшаровані простору внутрішніх ступенів свободи.
Розшаровані простору внутрішніх ступенів свободи
У роботі розглядається розшаровані простору внутрішніх ступенів свободи.
Фізико-хімічний Аналіз. Термодинамічний аспект ФХА
Вчення про термодинамічній рівновазі. Термодинамічні та хімічні потенціали.
Кінематика хімічних реакцій
Швидкість хімічних реакцій. Фактори, що впливають на швидкість хімічних реакцій.
Розчини. Теорія електролітичної дисоціації
Ненасичені, насичені і перенасичені розчини. Розчинення як фізико-хімічний процес. Розчинність.
Квантовомеханічна система та її наочна модель
У роботі пропонується нове модельне уявлення будь квантовомеханічною системи та показано ефективність даного підходу для розкриття сутності квантової механіки.
Про орієнтаційної поляризації спінових систем
Основне рівняння термодинаміки спінових систем.
Фізико-хімічний аналіз рідких систем
Уявлення про структуру однокомпонентних рідин у вищій мірі ступеня невизначені. Структура рідких розчинів представляє ще більш складну проблему.
Перший початок термодинаміки
Закон представляє формулювання принципу збереження енергії для термодинамічних систем.
Світ очима Ісаака Ньютона: простір і час
Вимірювання відстаней. Вимірювання інтервалів часу. Вік Всесвіту.
Вплив обертального і поступального руху молекул на теплоємність мн ...
Обертальна теплоємність багатоатомних газів. Коливання молекул.
Розвиток вчення про будову речовини
Неорганічні та органічні сполуки. Органічна хімія. Структурна хімія.
Друге початок (закон) термодинаміки. Концепція ентропії і закон її віку ...
Основні принципи дії теплових машин. Цикл Карно і теорема Карно. Незворотність теплових процесів.
Класифікація хімічних реакцій
Класифікація за кількістю та складом вихідних речовин і продуктів реакції. Агрегатний стан реагентів і продуктів реакції. Можливість протікання реакції в прямому і зворотному напрямку.
Іспит з хімії за 9 клас
Екзаменаційні питання з хімії.
Молекулярна фізика
Постійна Авогадро, Броунівський рух, ідеальний газ, температура і її вимір.
Абсорбція
абсорбції називають процес поглинання газу рідким поглиначем, у якому газ розчинний у тій чи іншій мірі. Зворотний процес - виділення розчиненого газу з розчину - носить назву десорбції.
Кислотно-основні буферні системи та розчини
Буферні розчини відіграють велику роль у життєдіяльності. До числа виняткових властивостей живих організмів належить їх здатність підтримувати сталість рН біологічних рідин, тканин і органів - кислотно-основний гомеостаз.
Фізико-хімічне обгрунтування основних процесів виробництва метанолу
Рівновага реакції утворення метанолу. Кінетика синтезу метанолу.
Розрахунки в хроматографії
Вільний об'єм колонки (обсяг рухомої фази). Обсяг проби. Розрахунок числа теоретичних тарілок.
загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар