Условие задачи
Фазовое равновесие в однокомпонентных системах
1. Изобразите диаграмму состояния в координатах Р-Т (диаграмму с тройной точкой) для случая, когда ρж<ρт, где ρж и ρт плотности жидкого и твердого состояния вещества соответственно.
2. Правило фаз Гиббса. Рассчитайте число степеней свободы в фигуративных точках, отвечающих различным областям диаграммы.
3. Напишите уравнение Клапейрона–Клаузиуса в дифференциальной форме для равновесия жидкость–пар и твердое – пар.
4. Напишите уравнение Клапейрона–Клаузиуса в дифференциальной форме для равновесия жидкость–твердое. Путем анализа уравнения Клайперона–Клаузиуса поясните как изменяется температура плавления с увеличением внешнего давления.
5. Приведите интегральную форму уравнения Клапейрона-Клаузиуса для процесса испарения, если Dисп.Н= соnst.
6. По данным о давлении насыщенного пара над твердым и жидким веществом А при различных температурах (табл. 2, 3) постройте на одном графике зависимости р=f(T) для фазовых равновесий жидкость-пар и твердое-пар. Рассчитайте теплоту испарения вещества А в кДж/моль при температуре T1 по тангенсу угла наклона касательной к кривой р = f(T).
7. По данным о давлении насыщенного пара над твердым и жидким веществом А при различных температурах постройте на одном графике зависимости lnp = f(1/T) для равновесий жидкость-пар и твердое-пар.
8. По графику (п. 8) найдите температуру и давление в тройной точке.
9. Используя графические зависимости lnp = f(1/T) определите средние значения теплоты испарения DиспН и теплоты возгонки (сублимации) DвозгН вещества А в кДж/моль.
10. Рассчитайте DиспU, DиспS, DиспG и DиспА используя среднее значение DиспН, определенное в п.9.
11. Определите теплоту плавления DплН вещества А в тройной точке.
Ответ
1.
Рис. 3.1. Диаграмма состояния в координатах Р-Т для случая, когда жт.
2.Правило фаз Гиббса - число степеней свободы С равновесной термодинамической системы равно разности между числом компонентов К и числом фаз Ф, плюс число факторов п, влияющих на равновесие
С = К +n - Ф,
где К число компонентов веществ, наименьшее число которых необходимо и достаточно для образования всех возможных фаз да...