Бу түзілу процесінде энтропия өзгерісі

Бу түзілу процесінде энтропия өзгерісі:

, (9)

. (10)

Дымқыл бу

Дымқыл будың меншікті көлемі су қоспасында, құрғақ қаныққан буда, м3/кг:

, (11)

мұнда х – будың құрғақтық деңгейі (дымқыл будағы қаныққан құрғақ будың массалық үлесі).

Дымқыл будың энтальпиясы, Дж/кг:

; (12)

Дымқыл будың энтропиясы, Дж/(кг·К):

. (13)

Химиялық қосылыстар. Механикалық қасиеттері күрт ерекшеленетін компоненттер арасында түзіледі.
Фазалар үшін:
1.AmBn ретінде сипаттауға болатын тұрақты құрам. 2.Тұрақты балқу температурасы.
3. Кристалды тор компоненттердің кристалды торларынан күрт
ерекшеленеді. 4. Химиялық қосылыстардың пайда болуы маңызды жылу әсерімен бірге жүреді.
фазалық бірінші текті өтуде энтропия үздіксіздігі, үзіліске ұшырайды
Бірінші текті фазалық өту кезінде энтропияның үзіліске ұшырап секіріп өзгеруі
Анықтама бойынша, біртекті фазалық өтуде үздіксіз өзгеретін
меншікті көлем V 2 -V1 ≠ 0 үзіліп, секіріп өзгереді
ТК фазалық өтуге сәйкес келетін критикалық температура
Бірінші текті фазалық өту кезіндегі меншікті көлемнің секіріп өзгеруі
Бірінші текті өту кезіндегі ішкі энергияның өзгеруін анықтайық.
Термадинамиканың бірінші заңы бойынша
dU == TdS – PdV немесе U2 – U1 = T ( S2 – S1 ) – P( V2 – V1 )
S2 – S1≠ 0 және V2 – V1 ≠ 0, dU ≠ 0, U2 – U1 ≠ 0
Ішкі энергияда бірінші текті фазалық өту кезінде секіріп өзгереді.
Гельмгольцтің еркін энергиясының өзгерісі dF =- SdT–PdV
изотермалық процесте dT=0, онда dF=- PdV немесе
F2 – F1= = - p(V2- V1).
V2 – V1 ≠0 болғандықтан, dF≠0, F2 – F1 ≠0
P=const болғанда энтальпияның өзгерісі
dH = TdS+VdP,
H2-H1 = T(S2 – S1) + V ( P2 – P1), H2-H1 ≠0, dH ≠0
Т=const, P=const кезіндегі ТД потенциалдық, яғни Гиббстің еркін энергиясының өзгерісін қарастырсақ,
dZ = -SdT + VdP = 0, dT = 0, dP = 0 ескерсек,
dZ = 0, Z2-Z1= 0, Z2=Z1
Бұдан барлық ТД функциялардың ішінде тек ТД потенциал ғана бірінші текті фазалық өту кезінде үзіліске ұшырамайды.
Гиббсс еркін энергиясының бұл қасиеті фазалық өтулерді зерттеуде өте ыңғайлы және пайдалы.
Екі фазадағы күйлердің ТД потенциалдарынан температура және қысым бойынша алынған туындыларының айырымын табайық. (∂Z 1/∂Z 2)p = S2 – S1≠ 0
 ' ( P,T ) =  '' ( P,T )
Алынған нәтижеден ТД потенциалдың дербес туындылары біртекті фазалық өтуде секіріп өзгеретіндігі байқалады.
Бірінші текті фазалық өтуді сипаттайтын Клапейрон- Клаузиус теңдеуі, екі тепе-теңдік күйдегі фазалардың химиялық потенциалдарының теңдік шартынан оңай қортылайды.
' ( P,T ) =  '' ( P,T )
дифференциалдасақ, келесі теңдікті аламыз
d ‘( P,T ) = d  '' ( P,T )
(d ‘/ ∂P)T dP + d ‘/ ∂T)P dT = (d ‘’/ ∂P)T + (d ‘’/ ∂T)P
dP/dT= ((d ‘’/ ∂P)T) - (d ‘’/ ∂T)P) / ((d ‘/ ∂P)T ) - ( d ‘/ ∂T)P)
dZ = 0, d = - SdT+VdP
dP/dT = S ‘’ - S ‘ / υ ‘’ - υ ‘
өрнегі тепе-теңдік қисығын сипаттайтын дифференциалдық теңдеу. Сонымен қатар ол өту нүктесінде меншікті көлемінің секірісін, түрлену жылуын және тепе-теңдік қисығының еңкіштігін байланыстырады.
λ = S ‘’ - S ‘
dP/dT = λ / T ( υ ‘’ - υ ‘)
Клапейрон-Клаузиус теңдеуінен фазалық тепе-теңдік жағдайда λ>0, меншікті көлемдердің айырымы оң және теріс мәндерді.
Бірінші жағдайда dP/dT > 0, яғни қысым артқанда, балқу температурасы жоғарылайды.
Екіншісінде, dP/dT<0 қысымды арттырсақ, балқу температурасы төмендейді.
Денелердің басым көпшілігі балқығанда υ'' > υ‘ болғандықтан, dP/dT >0 теңсіздігі орындалады.
Бірақ судың, висмуттың, шойынның қатты фазаларын балқытқанда көлемдері кемитіндіктен
dP/dT <0,
яғни балқу нүктесі қысымды арттырғанда төмендейді.
Бірінші текті фазалық өту кезінде тұрақты жылу сыйымдылық анықталмағандықтан Cp = ± ∞ .
Ордината өсінде балқу температуралары, абсциссада – құрамы көрсетілген.

жүктеу/скачать 2.68 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: