Turli hil komponentli sistemalarning yuqori bosim va haroratdagi holat diagrammalarini talqini. Reja Kirish Asosiy qism I bob

1.1.O'rtacha bosim zonasidagi suvning holati diagrammasi

Agar tashqi omillardan bir komponentli tizimga faqat harorat va bosim ta'sir qilsa, Gibbs faza qoidasiga ko'ra:
C=1+2-Ф=3-Ф
erkinlik darajalari soni C manfiy bo'lishi mumkin emasligi sababli, bu holda muvozanatdagi fazalar soni uchtadan ko'p bo'lishi mumkin emas. Shuning uchun faqat uchta turdagi tizimlar bo'lishi mumkin: bir, ikki, uch fazali tizimlar.
Bir fazali tizimlar uchun:, tizim ikki tomonlama.
Ikki fazali tizimlar uchun: , tizim monovariant.
Uch fazali tizimlar uchun: , tizim o'zgaruvchan emas.
Tizim holatining tashqi sharoitlarga bog'liqligi grafik shaklda holat diagrammasi yoki faza diagrammasi bilan ifodalanadi. Bunday diagrammalar eksperimental ma'lumotlar asosida tuziladi va tizimlarni tavsiflash uchun keng qo'llaniladi.
Uchta egri chiziq ( AO , OB , OC ) diagrammani uchta maydonga ajratadi (1-rasm), ularning har biri suvning agregat holatidan biriga to'g'ri keladi. AOB hududi muz (qattiq faza), VOC hududi suvning suyuq fazasi va AOC hududi bug' (gazsimon faza). Bu hududlarda suv bir fazada bo'lib, faza qoidasiga ko'ra ikki erkinlik darajasiga ega
C=K_N+2-Ф=1+2-1=2
bular tizimlar variantdir.
Bu shuni anglatadiki, agar biz ushbu sohalarda biron bir nuqtani, masalan, 1-bandni olsak, u holda harorat yoki bosim mustaqil ravishda ma'lum chegaralarda o'zgarishi mumkin va bu fazalar soni yoki turining o'zgarishiga olib kelmaydi.
Faza qoidasiga ko'ra suvning ikki fazali holati:
C=K_N+2-Ф=1+2-2=1
bir darajadagi erkinlikka ega (monovariant tizim). Diagrammada bu holatlar egri chiziqlar bilan ifodalangan.
OA egri chizig'i muz va bug' o'rtasidagi muvozanat holati bo'lib, muzning sublimatsiya jarayonini tavsiflaydi va Klauzius-Klapeyron tenglamasi bilan tavsiflanishi mumkin:


1-rasm. O'rtacha bosimlar mintaqasidagi suv holatining diagrammasi
BC egri muz va suyuqlik fazasi o'rtasidagi muvozanat egri chizig'idir. U erish jarayonini tavsiflaydi va Klauzius-Klapeyron tenglamasiga mos keladi:

OC egri chizig'i suyuq suv va bug 'o'rtasidagi muvozanat egri chizig'idir. Bu bug'lanish jarayonini tavsiflaydi va bug'lanish jarayoniga qo'llaniladigan Klauzius-Klapeyron tenglamasi bilan tavsiflanishi mumkin:
.
OD egri chizig'i to'yingan bug'ning o'ta sovutilgan suv ustidagi bosimini belgilaydi. Bu holat beqaror. Bunday suvga bir nechta muz kristallari kiritilsa, u tezda muzlaydi. Bunday holat metastabil deb ataladi.
Monovariant sistemada bir holat parametrining har bir qiymati boshqa holat parametrining to‘liq o‘ziga xos qiymatiga mos keladi. Masalan, bir komponentli tizimning har bir harorati (suyuqlik - bug ') bug' bosimining o'ziga xos qiymatiga ega va ma'lum bir haroratda muvozanat bug' bosimining boshqa qiymati bo'lishi mumkin emas. Tizimdagi harorat o'zgarganda, bosim ham o'zgaradi. Tizim muvozanatni saqlaydi, shuning uchun fazalar soni va turini o'zgartirmaydi.
ОС egri chizig'idagi 2-bandni ko'rib chiqing (suyuqlik - bug'). Agar harorat
T ₂ dan T ₁ ga tushirilsa, u holda suv bug'ining qisman kondensatsiyasi tufayli bosim P ₂ dan P ₁ ga tushadi . Aksincha, bosimning o'zgarishi haroratning o'zgarishiga olib keladi. O nuqtasida muvozanatda uch faza (muz - suyuq suv - bug') va erkinlik darajalari soni , ya'ni, tizim novariant, novariantdir. Bu shuni anglatadiki, suvning uch fazasi faqat ma'lum sharoitlarda muvozanatda bo'lishi mumkin: Р = 0,61 MPa (4,579 mm.rt.st.) , T = 273,1576K (0,0076⁰С). O nuqta suvning uch nuqtasi deb ataladi. O nuqtada bu miqdorlarning har qandayidagi eng kichik o'zgarish bir yoki ikki fazaning yo'qolishiga olib keladi.