Физическая химия (1) Физическая химия: цель, задачи, методы исследования. Основные понятия физической химии

(3.37)

,

Диаграмма к расчету фазового перехода первого рода

На основании первой теоремы Карно (см. параграф 3.5) можно записать выражение для к.п.д. рассматриваемого цикла

,

(21) Уравнение Клапейрона Клаузиуса. Первый и второй - разные пространственные переходы.
КЛАЗИУС - УРАВНЕНИЕ КЛАПЕЙРОНА
На примере воды выше мы узнали, что в однокомпонентной системе фазы могут переходить друг в друга. Например, вода испаряется, лед тает и так далее. Связь между температурой и давлением при вращении фаз представлена ​​уравнением Клаузиуса-Клапейрона:

где: Q - теплота превращения одной фазы в другую;
V2 - объем фазы, устойчивый при более высоких температурах;
V1 - объем фазы, устойчивый при более низких температурах;
T - равновесная температура двух фаз.
Если известны V2 - V1 и Q, можно узнать, в каком направлении изменится давление при незначительном изменении температуры.
Например, при испарении воды уравнение Клаузиуса-Клапейрона записывается следующим образом:

(9.2.)
где: l - теплота испарения воды,
T - температура испарения воды,
V2 - объем пара, V1 - объем воды.
Учитывая, что объем жидкости с использованием уравнения Клаузиуса-Клапейрона намного меньше объема пара, приведенное выше уравнение принимает следующий вид:
(9.3.)
Применяя формулу PV2 = RT для пара от критической температуры, находим V2: теперь уравнение Клаузиуса-Клапейрона записывается следующим образом:

но так как будет. После интегрирования этого уравнения в предположении, что l не изменяется с изменением T:
(9.5.)
формула сформирована. Если вы переключитесь с натурального логарифма на десятичный,
возникает. (9.6.)
При выводе этого уравнения предполагается, что пар подчиняется законам идеального газа; фактически пар не полностью подчиняется этим законам. Следовательно, уравнение Клаузиуса-Клапейрона является приближенным.