химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

сса, например, из некоторого количества льда при О °С и 1 атм, при постоянном давлении и подведении теплоты превращается в двухфазную систему лед—жидкая вода, в которой по мере поглощения теплоты масса льда постепенно и непрерывно убывает, а масса воды растет. Поэтому также постепенно и непрерывно изменяются экстенсивные свойства системы в целом (внутренняя энергия, энтальпия, энтропия и др.).

§ 9. Фазовые переходы первого рода. Плавление. Испарение

Фазовые переходы, характеризующиеся равенством изобарных потенциалов двух сосуществующих в равновесии фаз и скачкообразным изменением энтропии и объема при переходе вещества из одной фазы в другую, называются фазовыми переходами первого рода. К ним относятся агрегатные превращения—плавление, испарение, возгонка и др.

Из фазовых переходов первого рода рассмотрим плавление и испарение, представляющие более общий интерес, чем другие процессы.

Плавление. Теплота плавления—перехода твердой фазы в жидкую—всегда положительна. Объем (мольный, удельный) жидкой фазы (иж=и2) в общем случае может быть больше или меньше объема того же количества твердой фазы (Vj—Vx). Отсюда в соответствии с уравнением (IV, 56) вытекает, что величина dpldT или обратная ей величина dTldp, характеризующая изменение температуры с увеличением давления*, может быть положительной или отрицательной. Это значит, что температура плавления может повышаться или снижаться с увеличением давления.

Так, для бензола (*пл.^5,4°; L=30,6 к<зл/г=30,6-41,29= 1263 смг апгм!г-град; 1>ж=\,\\9 см*/г; ут=1,106 см3/г) получаем по уравнению (IV, 56):

dp LnjI. 1263

~аТ = ~T{v2~v1)1 = '278,6-0,013 = 349 атм?гРад

Обратная величина dT/dp= 0,00285 град!атм. Таким образом, с ростом давления вблизи точки плавления температура плавления бензола повышается.

Величина dTldp положительна для огромного большинства веществ. Она имеет отрицательное значение лишь для воды, висмута и немногих других веществ, для которых плотность жидкости при температуре плавления больше плотности твердой фазы и (vM—vT)<0.

Испарение. Теплота испарения—перехода жидкой фазы в газообразную, так же как и теплота плавления, положительна. В этом случае всегда объем (удельный, мольный) газа больше соответствующего объема жидкости, т. е. в уравнении (IV, 56) всегда v.i^>v1. Поэтому dpldT, а значит, и dTldp также всегда положительны. Следовательно, температура испарения всегда повышается с ростом давления.

* Величина dTldp—наклон кривой T~f{p) в точке плавления. Эта величина в свою очередь является функцией давления, но изменяется незначительно при достаточно большом увеличении давления.

Давление насыщенного пара жидкости можно сравнительно легко и точно измерить в широком интервале температур; значительно труднее измерить теплоту испарения. Поэтому последнюю обычно вычисляют по значению dpldT, которое находят, определив наклон касательной к опытной кривой р=ДГ) при

заданной температуре. Возможно заменить dpldTw Др/Д7\ причем интервал AT должен быть небольшим, так как наклон кривой p~f{T) и величина 1ИСп. сильно изменяются с изменением температуры.

При температурах, далеких от критической, плотность насыщенного пара во много раз меньше плотности жидкости, а обратная величина—мольный (уделыый) объем пара во много раз больше мольного (удельного) объема жидкости. Поэтому значением V1=Vm в уравнении (IV, 56) можно пренебречь, и оно примет вид:

X = Т Vr (IV, 566)

Если, вдали от критической температуры, насыщенный пар можно считать идеальным газом, тогда Vr=RT/p, и из уравнения (IV, 566) получим*:

X = RT* = RT^-^f- (IV, 57)

Расчеты теплот испарения (возгонки) по уравнению (IV, 57) являются приближенными. Это можно показать на примере расчета теплоты испарения этилового спирта.

Давление насыщенного пара спирта при 19,5 °С равно 42,64 мм pm. ст., при 20,5 °С—44,96 мм рт. ст.

Плотность жидкого спирта при 20°С=0,7894 г/см3; плотность насыщенного пара 0,000111 г/см3. Обратные плотностям величины (удельные объемы) соответственно равны 1,27 и 9010 см3/г.

Находим**

dp Ар 44,96 — 42,64

~df~ ~ ' AT ~ 760Л = 0.00306 атм$град

Подставив соответствующие величины в уравнение (IV, 56а) и вводя множитель 0,0242 (для перевода см3-атм в кал), находим:

L = 293,2-0,00306(9010 — 1, 27)0,0242 = 195,7 кал/г

Вычислив, теплоту испарения спирта по уравнению (IV, 57) и учитывая, что при 20 °С давление насыщенного пара равно 43,8 мм рт. ст., получим:

0,00306

I = 1,987 (293,2)2. -43-3-• 760= 9064 кал!моль

откуда L==\fM= 196,8 кал/г. Это значение несколько больше значения, рассчитанного по более точному уравнению (IV, 56а).

* Все сказанное выше относительно испарения действительно и для процесса возгонки.

** В данном случае заменить отношение dpIdT отношением Др/ДГ возможно, так как разность температур мала (AT=J °С).

Теплота испарения жидкостей изменяется с температурой, не сильно убывая при средних температурах и очень сильно— вблизи критической температуры, при которой Х=0. Например, для Н20:

t°C О

страница 55
< 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
поляк мария ивановна отзывы
Отличное предложение в КНС Нева: Asus RT-AC87U - 10 лет надежной работы! Санкт Петербург, ул. Рузовская, д.11.
кремль орбакайте купить
рамка для номеров автомобиля откидывающая

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
(05.12.2016)