Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Топ:
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений - деятельность метрологических служб, направленная на достижение...
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Интересное:
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
2017-06-29 | 455 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Построение и анализ плоских диаграмм равновесия состав - свойство для двухкомпонентных гетерогенных систем жидкость - пар базируются на тех же принципах, что и для систем жидкость - твердое. Но вследствие большого влияния давления на процессы испарения и конденсации необходимо, наряду с диаграммами состав - температура, рассматривать еще и диаграммы состав - давление.
Подобно тому, как диаграммы плавкости делились на зоны линиями ликвидуса и солидуса, диаграммы равновесия жидкость - пар также делятся на зоны двумя кривыми. Одна из этих кривых называется кривой конденсации и показывает, как зависит от давления (при Т=const) или от температуры (при p =const) состав парообразной фазы. Другая кривая - кривая испарения (называемая также кривой кипения) - показывает, как зависит от этих факторов состав жидкой фазы.
Наиболее простой вид эти диаграммы имеют в случае, когда жидкой фазой является идеальный раствор (рис. 3.24). Температура Тхна диаграмме b соответствует температуре, при которой построена диаграмма а, а давление рхна диаграмме а - давлению, при котором построена диаграмма b Точка хна диаграмме с показывает состав пара и состав жидкости при р=рх и Т=Тx.
Рис. 3.24. Диаграммы равновесия жидкость – пар для идеальных систем.
Как было показано в разделе 3.4.4.1, при постоянной температуре общее давление насыщенного пара над идеальным раствором (p) и парциальные давления компонентов A и B (pA и pB) связаны с составом раствора, выраженным в мольных долях, линейной зависимостью (на рис. 3.24 а кривая испарения линейна).
Состав пара над раствором в общем случае отличается от состава раствора.
Если пар находится при давлении менее 50 бар, то к нему можно применить законы идеальных газов и использовать для расчета парциальных давлений компонентов A и Bуравнение Менделеева-Клапейрона
|
pA p A pB |
V |
RT; p
V
n A п n п A (n п A + nB п) X A п
= =,
nB п(n п A + nB п) nB п XB п
где n п A, nB п – число молей компонентов A и B в паре; X A п, XB п – мольная доля компонентов A и B в паре; V – общий объем системы; Т – температура системы; R – универсальная газовая постоянная. Тогда для идеальных растворов, с учетом уравнения (3.16),
(3.38) |
p A X A п p 0, A X
ж
Рв X I p0,B XB
Как видно из уравнения (3.38), состав насыщенного пара над идеальным раствором мог бы быть равным составу раствора только при р 0, А =р 0 В . Если же (например, как на рис. 3.24) более летучим компонентом смеси является компонент В (р0,5>/?0,лиГкип .,в<Гкип.,), то (х%/х%)>(х%/х%), т. е. относительное
содержание легколетучего компонента в паровой фазе выше, чем в жидкой (пар обогащен легколетучим компонентом): XB п > XB ж.
Если известны значения давления пара чистых компонентов p 0, A и p 0, B при какой-либо температуре, то, задаваясь различными значениями содержания XB ж, можно рассчитать для идеального раствора по формуле (3.38) соответствующие им значения XB п и построить при данной температуре в координатах давление – состав диаграмму равновесия (рис.3.24 а). На этой диаграмме, как и на рис. 3.21, нанесена прямая, показывающая связь давления над раствором с составом жидкой фазы, и, кроме того, кривая, показывающая связь этого давления с составом паровой фазы. Например, при давлении px содержание компонента B в каждой фазе характеризуется точкой ж на оси составов, а в паровой фазе – точкой п.
Если для каждой из чистых жидкостей известна еще и температурная зависимость p0, A и p0, B, то диаграммы, аналогичные представленной на рис. 3.24 а, можно построить для любых заданных температур.
На основе аналогичного расчета можно также построить при любом заданном давлении диаграмму равновесия в координатах температура кипения состав (рис.3.24 b). Эта диаграмма отличается от диаграммы на рис. 3.10 только агрегатным состоянием фаз: здесь при высоких температурах выше кривой конденсации – расположена зона пара (f =1; s =2); при низких температурах ниже кривой испарения – зона жидкости (f =1; s =2), а между кривыми зона равновесного сосуществования паровой и жидкой фаз (f =2; s =1). (На рис. 3.24 a зона пара расположена в нижней части диаграммы, что соответствует низким давлениям, а зона жидкости в верхней ее части, что соответствует высоким давлениям.)
|
Анализ построенной диаграммы температура кипения – состав (рис. 3.24 b) ничем не отличается от анализа диаграммы, показанной на рис. 3.10. Например, при температуре кипения Tx содержание компонента B в жидкой и паровой фазах характеризуется точками a и b, а если общий состав системы соответствует точке k, то соотношение количеств паровой и жидкой фаз будет, по правилу рычага, равным соотношению ak: kb, и т. д. Следует помнить только, что состав на этой диаграмме выражен в мольных долях, и поэтому полученное соотношение является соотношением чисел молей пара и раствора, а не соотношением их масс. Если же требуется определить именно массовое соотношение, то перед применением правила рычага мольные доли следует перевести в массовые.
Кроме диаграмм давление - состав и температура кипения - состав при исследовании равновесий жидкость - пар часто применяют еще один вид диаграмм: состав жидкой фазы-состав паровой фазы. Эта диаграмма представляет собою квадрат, на горизонтальной стороне которого находится шкала составов жидкой фазы, а на вертикальной - паровой; диагональ квадрата соответствует
одинаковым составам жидкости и пара. Кривая Х^ = f\X^) не совпадает с
диагональю, потому что для идеальных растворов составы жидкой и паровой фаз различны. Принцип построения этой кривой и ее вид при том же давлении, при котором построена диаграмма на рис. 3.24 Ь, показаны на рис. З.24 с. Поскольку для рассматриваемой здесь в качестве примера системы Х% > Х%, то
кривая лежит выше диагонали.
Полученные соотношения зафиксированы в первом законе Гиб-бса-Коновалова, который утверждает, что пар по сравнению с жидкостью, находящейся с ним в равновесии, обогащен тем компонентом, добавление которого к жидкости повышает давление пара или понижает температуру кипения жидкости.
|
|
|
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!