В зависимости от температуры и давления вода может находиться в трех агрегатных состояниях: лед, вода, пар. Пространственные и плоскостные диаграммы фазового состояния для однокомпонентной системы — чистой воды приведены на рис. 1.2. В них координатами являются переменные, входящие в уравнение состояния: температура давление р, удельный объем и; из них в качестве независимых переменных обычно принимают температуру и давление. При этом физический смысл имеют лишь точки, лежащие на поверхности плоскостей объемных диаграмм или на линиях их пересечений.[ ...]
На диаграмме состояния области сосуществования двух фаз (вода -f- пар, вода + лед, лед + пар) заштрихованы линиями, параллельными оси мольных объемов. Такие системы моновариантны (одна степень свободы) и, следовательно, допускают варьирование в некоторых пределах одного из переменных параметров. При переходе от одной фазы к другой мольный объем изменяется скачкообразно, поэтому в объемной диаграмме поверхность, отвечающая каждой новой фазе, сдвинута относительно других поверхностей. При температурах выше критической, при которой вода и пар еще могут существовать как отдельные фазы, поверхности жидкой и газообразной фаз сливаются.[ ...]
В проекции пространственной модели фазового состояния воды на плоскость pi, наиболее удобной для пользования, отражены три обширные области, в которых три фазы существуют каждая в отдельности. В таких однокомпонентных однофазных системах число степеней свободы равно двум (би-вариантные системы), и для их описания должны быть известны температура и давление. Границами, разделяющими области на этой диаграмме, являются линии (следы проекций, соответствующих плоскостям объемной модели), и поэтому точкам, лежащим на них, соответствует равновесие двух фаз: вода — пар (АВ), вода — лед (AD), лед — пар (АС). Как уже отмечалось, для характеристики таких систем достаточно указать лишь температуру или давление, так как они имеют только одну степень свободы.[ ...]
Линия АВ представляет собой равновесную кривую испарения, она ограничена тройной точкой (А) и точкой критической температуры (В). На этой линии лежит также вторая реперная точка стоградусной шкалы температур (373,15 К), отвечающая температуре кипения воды при давлении 101 325 Па (760 мм рт. ст.). При давлениях и температурах, соответствующих точкам, лежащим выше кривой АВ, вода находится в жидком состоянии. При давлениях и температурах, представленных точками ниже этой кривой, вода полностью испаряется. Пунктирная линия, которая служит продолжением кривой АВ, представляет собой кривую давления пара переохлажденной воды. Чистая вода легко переохлаждается и перегревается, при атмосферном давлении при температурах от —33 до +200° С она может существовать в состоянии жидкости.[ ...]
Число степеней свободы системы — наименьшее число независимых переменных (температура» давление, мольный объем или концентрации веществ в различных фазах), с помощью которых можно описать ее состояние, иначе говоря, число пapaмeípoвl которое можно меня.ь в определенных пределах без изменения числа и природы фаз.[ ...]
Рисунки к данной главе:
Аналогичные главы в дргуих документах:
Вернуться к оглавлению
