химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

давление одинаковы и химические потенциалы каждого из компонентов равны (см. стр. 347). Составим уравнения, выражающие эти условия равновесия для наиболее общего случая, когда гетерогенная система состоит из фаз, в каждую из которых входят все компоненты без исключения.

п = Г" = ГШ = pi = рп = рш =

IХ 2 ~ V'2 ~ ^2

Обозначая нижними индексами компоненты системы, а верхними—фазы, можно для равновесия при наличии П компонентов и К фаз записать следующие равенства:

Tl \ (XI, 4)

= Р

(XI, 5)

Ряды равенств (XI, 4) представляют собой ряды тождеств, поскольку давление и температура являются независимыми переменными, определяющими состояние системы.

Ряды равенств (XI, 5) не представляют собой рядов тождеств, так как химический потенциал одного и того же компонента в различных фазах описывается различными функциями концентраций, температуры и давления. На их основании можно составлять независимые уравнения.

Необходимо учитывать, что в реальных системах химический потенциал каждого компонента зависит от характера взаимодействия рассматриваемого вещества со всеми остальными веществами, входящими в состав той же фазы (см. стр. 170).

Иными словами, химический потенциал является функцией не только температуры и давления, но и концентраций всех веществ, образующих изучаемую фазу.

Вид этой функции в общем случае неизвестен, но, учитывая разнообразие свойств реальных веществ, можно утверждать, что при переходе от одной фазы к другой вид функции, выражающей зависимость химического потенциала какого-либо компонента от состава, температуры и давления, изменяется, и каждое из равенств 1*}=(|-У; pi^ui11 и т. д. является независимым уравнением.

Нижеследующие расчеты основаны на том, что имеется принципиальная возможность построения подобных уравнений на основе равенств (XI, 5). Изучая общие свойства систем подобных уравнений, можно найти некоторые общие закономерности, которым подчиняются равновесные системы, состоящие из любого числа компонентов.

Подсчитаем число уравнений, образующих систему независимых уравнений, составленных на основании рядов равенств (XI, 5), и число независимых переменных, охватываемых этими уравнениями.

Каждая строка системы равенств (XI, 5) позволяет составить (k—1) независимых уравнений. Всякое другое уравнение, отражающее равенство двух химических потенциалов, входящих в эту строку, может быть получено комбинацией уже имеющихся (k—1) уравнений, а потому не будет независимым уравнением. Число строк в системе равенств равно п, а потому общее число независимых уравнений равно:

n(k— 1) (XI, 6)

Независимыми переменными, входящими в данную систему уравнений, являются температура, давление и концентрации компонентов. В каждой фазе имеется п компонентов, но задавшись произвольными значениями температуры и давления, мы уже не можем выбирать произвольно концентрации всех без исключения компонентов; концентрация одного из компонентов должна принимать строго определенное значение. Рассмотрим, например, смесь нескольких, не реагирующих между собой газов. При заданной температуре и заданном общем давлении можно произвольно, разумеется, в пределах общего заданного давления, выбирать концентрации всех газов, кроме одного. Концентрация последнего газа должна в точности соответствовать парциальному давлению, равному разности между общим давлением и суммой остальных парциальных давлений.

В случае жидких систем точно так же концентрации всех компонентов, кроме последнего, можно выбирать произвольно, концентрация же последнего компонента определяется однозначно.

Таким образом, число независимых концентраций в каждой фазе равно (п—1), а общее число независимых концентраций во всех k фазах составляет k{n—1). Кроме найденного числа концентраций, независимыми переменными являются давление и температура, откуда общее число независимых переменных, охватываемых системой уравнений, полученных из равенств (XI, 5), равно:

k(n — 1) + 2 (XI, 7)

Если число независимых переменных равно числу уравнений, их связывающих, т. е.

n{k— \) = k{n— 1) + 2

то каждое независимое переменное принимает некоторое строго определенное значение и вся система может существовать только при этом единственно возможном сочетании значений температуры, давления и концентраций компонентов во всех фазах.

Если же число уравнений меньше числа независимых переменных, то разность, обозначаемая буквой /

f = k{n— 1) + 2 —n(fc-l) (XI, 8)

представляет собой число переменных, которым можно придавать произвольные значения при имеющемся числе уравнений, а следовательно, и при данном числе фаз, поскольку число уравнений определяется числом фаз.

Величина f называется числом термодинамических степеней свободы системы или, сокращенно, числом степеней свободы.

Термин «числостепеней свободы системы» часто заменяют кратким термином ^вариантностью системы. Так, системы, число степеней свободы которых равно единице, называют моновариантными (одновариантными); системы с двумя степенями свободы— бивариантными (двухвариантными)

страница 131
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229

Скачать книгу "Курс физической химии. Том I" (6.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
этажерка для микроволновки на кухне купить
кресло качалка тоскана
Компания Ренессанс лестницы на металлическом каркасе цена - оперативно, надежно и доступно!
защитная сетка для забора для дачи

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.04.2017)