ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные соотношения термодинамики смесей, растворов и адсорбции из "Справочник по физико-техническим основам криогенетики Издание 3" На рис. 2.23 приведен график зависимости удельной минимальной работы полного разделения идеальной газовой смеси /раз при Г=300 К от концентрации разделяемой смеси. -По этому же графику легко определяется /раз при неполном разделении. Например, если разделяется смесь с концентрацией Хо на две фракции с концентрациями Ха и Хв,-то /раз определяется отрезком ОЕ. Проведение прямой СО, определяющей, точку О, ясно из рисунка. [c.48] По сравн Аю с законом Рауля здесь нстанта к заменяет давление пара чи-эго вещества Рчист- Величина к опре-ляется экспериментально как функция мпературы. [c.49] Зависимость упругости паров от тем-ратуры см. в 4.4. [c.49] Здесь а — рА/рв—так называемая относительная летучесть, или коэффициент разделения. [c.49] Экспериментальные данные по фазовому равновесию приведены в разд. 5. [c.49] Эти уравнения служат для проверки и оценки точности экспериментальных данных по фазовому равновесию. О методике такой проверки см., например, в [10, 18, 32, 33]. [c.50] Летучесть. Летучестью (г данного газа называется такая функция концентраций каждого из содержащихся газов, а также температуры и давления, которая позволяет термодинамические соотношения для идеального газа использовать для реального газа при условии, что в соотношения вместо давления подставлена эта функция. Таким образом, летучесть служит как бы условным эффективным давлением. [c.50] Для идеального раствора ,= 1. В системах с положительным отклонением давления пара 7 1 и аС Х1 в системах с отрицательным отклонением 1 и а, Хг. Практически введение понятий активности и коэффициента активности обусловлено тем, что при замене молярной доли Хг в уравнениях для идеальной системы на активность или на произведение yiXi эти уравнения становятся применимы также для реальных систем. Другими словами, все отклонения от идеального поведения растворов соединены в одном факторе — коэффициенте активности. При изучении реальных растворов (не электролитов) все внимание сосредоточивается на изучении зависимости у от температуры, давления и, главное, от состава. [c.50] Если теплота смешения компонентов невелика, то влиянием температур на у можно пренебречь. [c.51] Теоретически достаточно иметь все данные для одного состояния равновесия, по которым можно вычислить константы А и В, а по ним — всю кривую равновесия. Практически необходимо иметь несколько экспериментальных измерений. Во всех случаях эти уравнения служат для проверки экспериментальных данных и полезны при интерполяции и экстраполяции [10, 18, 32, 33, 206]. [c.51] Осмос и осмотическое давление. Явление осмоса заключается в том, что растворитель, отделенный от раствора полупроницаемой перегородкой, диффундирует через нее в раствор, выравнивая концентрации. Диффузия возникает в результате пониженного химического потенциала растворителя в присутствии молекул растворенного вещества. Избыточное гидростатическое давление, которое нужно приложить к раствору, чтобы задержать диффузию, называется осмотическим давлением раствора. Для разбавленных растворов осмотическое давление Роем, температура раствора Т и молярный объем V или молярная концентрация с=1/а (в молях на литр) подчиняются соотношениям формально таким же, как и используемые для идеальных газов, т. е. [c.51] Таким образом, осмотическое давление равно тому давлению, которое производило бы растворенное вещество, если бы оно в виде молекул идеального газа занимало тот же объем и при той же температуре, что и раствор (закон Вант-Гоффа). Осмотическое давление можно рассматривать как аналогичное парциальному давлению газа, добавленного в малом количестве к другому газу, находящемуся при большом давлении. [c.51] Для состава х температура максимальная, при которой может существовать жидкость (точка Р). Однако для этого же -состава л можно иметь более высокое давление, хотя и при более низкой температуре 2 (точка Е). Итак, для бинарной смеси в критической области максимальная температура (точка Р) и максимальное давление (точка Е) пе совпадают не совпадают они и в точке Си где обе фазы тождественны. Характерный признак для чистого вещества — соединение в одной точке максимального давления, максимальной температуры и тождественность жидкости и пара для бинарной смеси они распределяются между тремя отдельными точками. [c.52] Заштрихованная площадь (рис. 2.25), находящаяся между вертикалью, проходящей через точку С], и петлей, образуемой кривой пара (конденсация), соответствует области явлений обратной конденсации. Эта область характеризуется тем, что изотермическое сжатие пара, например из точки В, приводит вначале к выделению жидкости. Так, при промежуточном давлении рх бу-,дем иметь пар состояния 1 и жидкость состояния 2. При дальнейшем сжатии жидкость постепенно исчезает и в точке а существует только пар. Аналогично этому при изотермическом расширении пара из точки а вначале также происходит конденсация. [c.52] Разобранные случаи — простейшие из возможных. Часто явление усложняется (ограниченная взаимная растворимость, максимум и минимум температур кипения я пр.) [20,589,590]. [c.52] Вычислить константу равновесия к можно, использовав известные значения летучести компонентов в жидком и пу)о-образном состояниях. Еще более надежны значения константы к, установленные по экспериментальным данным фазового равновесия X я у (см. разд. 5). [c.52] Ссылки на работы по определению констант равновесия и использованию их в расчетах даны в 5.8. [c.52] Адсорбция. Под физической адсорбцией понимают процесс поглощения газа поверхностью твердого тела, называемого адсорбентом. Количество газа V, поглощенное 1 г адсорбента до установления равновесия, зависит от температуры, давления, природы адсорбента и адсорбируемого вещества. [c.52] Вернуться к основной статье