Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Матвеев А.Н. -> "Молекулярная физика. Том 2" -> 130

Молекулярная физика. Том 2 - Матвеев А.Н.

Матвеев А.Н. Молекулярная физика. Том 2 — М.: Высшая школа, 1981. — 400 c.
Скачать (прямая ссылка): molekulyarnayafizikat21981.djvu
Предыдущая << 1 .. 124 125 126 127 128 129 < 130 > 131 132 133 134 135 136 .. 181 >> Следующая

соответствует состоянию двухфазной системы. Различные области на этой
диаграмме имеют смысл, аналогичный смыслу соответствующих областей на
рис. 92 и 93.
Однако в реальных условиях при атмосферном давлении критическая
температура достигается редко: верхняя - из-за кипения раствора при более
низкой температуре, нижняя - из-за замерзания раствора при более высокой
температуре.
Пример 37.1. Известно, что число молей V растворенного сахара составляет
3% от числа молей v воды. Давление насыщенных паров воды при
рассматриваемой температуре составляет р0 = 2,66 кПа. Найти давление
паров воды над раствором сахара.
Пользуясь законом Рауля, можем написать Р - Ро (1 - v'/v) = 2,58 кПа.
§ 38 Кипение жидких растворов
Обсуждаются особенности кипения растворов и диаграммы состояния бинарных
смесей.
Рассматриваются возможности разделения компонент растворов и повышения
точки кипения
Особенности кипения растворов. Давление насыщенных паров компонент над
раствором зависит от концентрации и, вообще говоря, различно. При
заданном давлении при достижении определенной температуры давление
насыщенных паров одной из компонент может стать равным внешнему давлению,
которое, однако, для этой компоненты не рцвно давлению насыщенных паров
при этой температуре. Для первой компоненты при данной температуре
достигается кипение, а для второй - нет. Поэтому первая компонента начнет
энергично превращаться в пар, а вторая будет превращаться в пар в режиме
испарения, т. е. значительно менее энергично. Это приводит к тому, что
концентрация компонент в паре отличается от их концентрации в кипящей
жидкости. Благодаря этому относительная концентрация компоненты кипящей
жидкости изменяется, изменяется температура ее кипения. Таким образом,
весь процесс перехода раствора в пар выглядит более сложно, чем в случае
чистой жидкости.
Диаграммы состояния бинарных смесей. Наиболее наглядно состояние системы
пар - жидкий раствор может быть изображено в виде диаграммы состояний.
Нас обычно интересует поведение системы при постоянном давлении (чаще
всего при атмосферном). Тогда остается два независимых параметра,
характеризующих состояние системы, - состав смеси и температура.
Следовательно, состояние системы может быть охарактеризовано точкой на.
плоскости, причем по оси абсцисс откладывается концентрация компонент, а
по оси ординат - температура.
На рис. 95 изображена наиболее простая диаграмма состояния бинарной
смеси, компоненты которой смешиваются в любых пропорциях. Область,
ограниченная замкнутой кривой NMPRSN, соответствует двухфазным
состояниям, когда в объеме
19 А. Н. Матвеев - 1488
290 4. Газы с межмолекулярным взаимодействием и жидкости
имеются одновременно и насыщенный пар, и раствор. Ниже кривой NSR
находится однофазное состояние, когда имеется только раствор. Область
выше кривой NMPR соответствует однофазным состояниям системы в виде пара.
В состоянии, которое изображается точкой S, имеется чистый раствор при
температуре Ти концентрация которого определяется абсциссой этой точки, а
точка М характеризует парообразное состояние при температуре Ть
концентрация компонент которого задается абсциссой этой точки. Точка О
определяет двухфазную систему. Полная концентрация компонент в системе
(суммарно в жидкой и газообразной фазах) дается абсциссой этой точки, а
массы жидкой и газообразной фаз относятся друг к другу обратно
пропорционально длинам отрезков | OS | и | ОМ | (правило рычага).
Пусть в замкнутом сосуде имеется раствор, концентрация которого дается
абсциссой точки S при температуре ниже Тх. При повышении температуры
система продолжает пребывать в однофазном состоянии вплоть до температуры
Ть когда достигается состояние, в котором начинается кипение раствора
(точка 5). Выкипающий пар имеет концентрацию, характеризуемую точкой М.
Следовательно, состав раствора в результате кипения изменяется, причем,
как это непосредственно видно, концентрация компоненты Ах в растворе
увеличивается. Благодаря этому увеличивается и температура кипения
раствора. Если этот процесс кипения происходит в замкнутом сосуде, объем
которого изменяется в процессе кипения так, что давление остается
постоянным (с помощью передвижения поршня), то в процессе кипения
соотношение между суммарными по обеим фазам концентрациями компонент в
системе не меняется. Следовательно, изменение состояния системы при
кипении описывается движением точки вдоль прямой SP. Например, в точке О'
температура системы равна Т[, соотношение общих количеств Ах и А2 то же
самое, что и в точке S, отношение масс газообразной фазы к жидкой равно
отношению длин отрезков O'S' и О'М'. При достижении точки Р весь объем
заполнен паром, причем соотношение между массами компонент Ах и Аг такое
же, как и в жидкости в точке S, когда началось кипение. Таким образом,
полное превращение жидкого раствора в пар происходит не при постоянной
температуре, а в некотором интервале температур, зависящем от исходной
Предыдущая << 1 .. 124 125 126 127 128 129 < 130 > 131 132 133 134 135 136 .. 181 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed