Материал: 2 Физическое состояние вещества, фазовая диаграмма чистого вещества
Различают три агрегатных состояния простых систем: твердое, жидкое и газовое.
Линии фазовых превращений (испарение - I, плавление - II, сублимации - III) отображают термодинамическое равновесие двухфазных систем и делят диаграмму на области различных агрегатных состояний.
Энергетической границей между жидкостью и
паром является теплота испарения, а между
твердым телом и жидкостью – теплота
плавления. Так как процессы испарения и
плавления протекают при постоянной температуре, то теплоты испарения, плавления и сублимации есть теплоты изотермических превращений. Теплота фазового перехода
обозначается символом r.
Диаграмма фазовых состояний чистого вещества
Критические параметры являются важнейшими термодинамическими постоянными вещества.
Критическая температура – это температура, при которой и выше которой газ никаким сжатием не может быть переведен в жидкое состояние. Критическое давление – это такое давление, при котором и выше которого жидкость невозможно перевести в газообразное состояние никаким изменением температуры.
В закритической области ( p > pк ; T > Tк ) вещество
может находиться только в однофазном состоянии. Переход из состояния 1 в состояние 2 возможен кратчайшим путем по линии 1-2. Можно этот переход
осуществить через закритическую область, то есть без изменения агрегатного состояния, например по линии
1 -1¢ - 2¢ - 2
Поэтому в принципе, для простых тел (однородных систем) должно существовать единое уравнение состояния F( p, v, T ) =0 , описывающее любое одно-
фазное состояние вещества.
Уравнение состояния идеальных газов - уравнение
Клапейрона: |
pv = RT |
|||||||||||
для 1 кг газа |
||||||||||||
для G кг газа |
pV = GRT |
|||||||||||
|
|
|
pv = |
|
|
|
T |
|||||
для 1 кмоля газа |
R |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
pV = |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
G |
R |
T |
|
||||||
для G кмолей газа |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где R – характеристическая постоянная газа; Т – абсолютная температура газа; µR = R = 8314
( Дж/кмоль К ) – универсальная газовая постоянная, не зависящей от природы газов.
В инженерных расчетах часто пользуются уравнением состояния идеального газа с введением в
него поправочного коэффициента (z), называемого
коэффициентом сжимаемости
pv = zRT
Коэффициент сжимаемости (z) учитывает различие между идеальным и реальными газами (для идеального газа z = 1).