Термодинамика фазовых превращений

Слайд 3

Термодинамика фазовых превращений
Гетерогенная система – термодинамическая система, состоящая из различных по

своим свойствам частей, разграниченных поверхностями раздела.

Фаза – часть гетерогенной системы, ограниченная поверхностью раздела и характеризующаяся в отсутствии сил внешнего поля одинаковыми физическими свойствами во всех своих точках

Составляющие систему вещества – индивидуальные химические вещества, которые могут быть выведены вне ее самостоятельно.

Слайд 4

Термодинамика фазовых превращений
Классификация систем
По фазам: однофазные, двухфазные, трехфазные
и многофазные
По числу

компонентов: однокомпонентные, двухкомпонентные, трехкомпонентные и многокомпонентные

Компонентом называют наименьшее число индивидуальных веществ, которое необходимо для образования всех фаз данной системы.

Слайд 5

Термодинамика фазовых превращений
Термодинамические степени свободы (вариантность системы) – число независимых термодинамических

параметров фаз системы, изменение которых в определенных пределах не вызывает исчезновения одних и образования других фаз.

По числу степеней свободы:
инвариантные (С=0), моновариантные (С=1), дивариантные (С=2) и т.д.

Слайд 6

Термодинамика фазовых превращений
Условия фазового равновесия

Условие равновесия фаз в гетерогенной системе

При условии

T = const и P = const

Слайд 7

Термодинамика фазовых превращений
Условия фазового равновесия
При условии T = const и P

= const из фазы (I) в фазу (II) переходит dni моль i –ого компонента, то

Поскольку -

Равновесие в гетерогенной системе характеризуется равенством температур и давлений во всех фазах системы и равенством химических потенциалов каждого компонента во всех фазах

Слайд 8

Термодинамика фазовых превращений
Правило фаз Гиббса
Равновесная система, состоящая из Ф фаз, каждая

из которых содержит К компонентов.
Для характеристики состава одной из фаз достаточно задать (К-1) концентраций.
Для характеристики состава всех фаз системы необходимо знать Ф(К-1) концентраций.
Общее число параметров, определяющих состояние равновесной системы, будет равно Ф(К-1) + 2

Ф-1

Слайд 9

Термодинамика фазовых превращений
Правило фаз Гиббса
Число уравнений связывающих концентрации одного компонента равно

(Ф-1), а для всех К компонентов К(Ф-1).

Число независимых параметров системы – число термодинамических степеней свободы, определяется как:

С = Ф(К-1) + 2 – К(Ф-1)

С = К – Ф + 2

Правило фаз или закон равновесия фаз: в равновесной термодинамической системе, на которую из внешних факторов оказывают влияние только температура и давление, число термодинамических степеней свободы равно числу компонентов минус число фаз плюс два.

Дж.Гиббс, 1876г.

Слайд 10

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния однокомпонентной системы
Для характеристики состояния однокомпонентный системы чаще

всего используют плоскую диаграмму, представляющую собой проекцию пространственной диаграммы на плоскость Р - Т

Слайд 11

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния однокомпонентной системы
Н.С. Курнаков, в основе анализа диаграмм

состояния лежат два общих положения: принцип непрерывности и принцип соответствия

Курнаков Н.С., 1860 - 1941

Принцип непрерывности – при непрерывном изменении параметров, определяющих состояние системы, свойства отдельных фаз изменяются также непрерывно, свойства всей системы в целом изменяются непрерывно лишь до тех пор, пока не изменится число или природа фаз. При исчезновении старых или появлении новых фаз свойства системы в целом изменяются скачкообразно.

Слайд 12

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния однокомпонентной системы
Н.С. Курнаков, в основе анализа диаграмм

состояния лежат два общих положения: принцип непрерывности и принцип соответствия

Курнаков Н.С., 1860 - 1941

Принцип соответствия – на диаграмму состояния при равновесии каждому комплексу фаз и каждой фазе в отдельности соответствует свой геометрический образ: плоскость, линия, точка.

Слайд 13

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния однокомпонентной системы

Слайд 14

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы

Слайд 15

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы

Слайд 16

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы

Слайд 17

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы
Первое правило Розембома:
при равновесии твёрдый раствор

по сравнению с жидкой фазой относительно богаче тем компонентом, прибавление которого повышает температуру начала равновесной кристаллизации.

Хенрик Розебом, 1899

Слайд 18

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы
Второе правило Розембома:
при равновесии в точках

экстремумов кривых температур плавления твёрдая и жидкая фазы имеют одинаковый состав.

Хенрик Розебом, 1899

Слайд 19

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы

Слайд 20

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы

Слайд 21

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы

Слайд 22

Термодинамика фазовых превращений
Определение состава и массы фаз равновесной гетерогенной системы
Правило рычага:
количество

сопряженных фаз обратно пропорциональны отрезкам, на которые делит ноду фигуративная точка

Слайд 23

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния трехкомпонентной системы с ограниченной взаимной растворимостью компонентов

Слайд 24

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния трехкомпонентной системы с ограниченной взаимной растворимостью компонентов

Слайд 25

Введение в теорию растворов
Раствор
Растворитель
Растворенное вещество
Основной компонент в наибольшем количестве
Компонент представленный в

растворе в наименьшем количестве

Слайд 26

Введение в теорию растворов
Способы выражения концентрации компонентов
Молярная доля
Массовая доля
Объемная доля
Молярность
Моляльность

Слайд 27

Введение в теорию растворов
Термодинамическое и молекулярно-кинетическое условия образования растворов
Образование растворов –

процесс самопроизвольный, протекает с условием

Насыщенный раствор: раствор для которого химический потенциал чистого растворяемого компонента равен химическому потенциалу растворенного компонента в растворе.

Слайд 28

Введение в теорию растворов
Термодинамическое и молекулярно-кинетическое условия образования растворов
С точки зрения

кинетики растворение твердого вещества с образованием раствора раствор становится насыщенным, когда скорость, с которой молекулы отрываются с поверхности твердого вещества и переходят в раствор, равна скорости конденсации молекул растворенного вещества из раствора на той же поверхности.

Молекулярно-кинетические условия образования раствора определяются:
Диффузией частиц
Межмолекулярным взаимодействием
Изменением структуры растворителя

Слайд 29

Введение в теорию растворов
Термодинамическое и молекулярно-кинетическое условия образования растворов
Молекулярно-кинетические условия образования

раствора определяются:
Диффузией частиц
Межмолекулярным взаимодействием
Изменением структуры растворителя

Диффузия обусловлена разностью концентрации компонентов в разных объемах раствора.
Реализуется до тех пор пока не выровняется концентрация по всему объему.

Слайд 30

Введение в теорию растворов
Термодинамическое и молекулярно-кинетическое условия образования растворов
Молекулярно-кинетические условия образования

Перемещение частиц осуществляется за счет теплового движения частиц: вследствие колебания около равновесных положений частиц и скачкообразных перемещений из одной равновесной позиции в другую.
Скачкообразное перемещение частиц в растворе определяется энергией, необходимой частице для отрыва от ближайшего окружения и перехода из одного равновесного состояния в другое.

Термодинамика фазовых превращений

Содержание

Термодинамика фазовых превращений

Термодинамика фазовых превращенийГетерогенная система – термодинамическая система, состоящая из различных по

Термодинамика фазовых превращенийКлассификация системПо фазам: однофазные, двухфазные, трехфазные и многофазныеПо числу

Термодинамика фазовых превращенийТермодинамические степени свободы (вариантность системы) – число независимых термодинамических

Термодинамика фазовых превращенийУсловия фазового равновесия Условие равновесия фаз в гетерогенной системе При условии

Термодинамика фазовых превращенийУсловия фазового равновесияПри условии T = const и P

Термодинамика фазовых превращенийПравило фаз ГиббсаРавновесная система, состоящая из Ф фаз, каждая

Термодинамика фазовых превращенийПравило фаз ГиббсаЧисло уравнений связывающих концентрации одного компонента равно

Термодинамика фазовых превращенийДиаграмма состояния однокомпонентной системыДля характеристики состояния однокомпонентный системы чаще

Термодинамика фазовых превращенийДиаграмма состояния однокомпонентной системыН.С. Курнаков, в основе анализа диаграмм

Термодинамика фазовых превращенийДиаграмма состояния однокомпонентной системыН.С. Курнаков, в основе анализа диаграмм

Термодинамика фазовых превращенийДиаграмма состояния однокомпонентной системы

Термодинамика фазовых превращенийДиаграмма состояния двухкомпонентной системы

Термодинамика фазовых превращенийДиаграмма состояния двухкомпонентной системы

Термодинамика фазовых превращенийДиаграмма состояния двухкомпонентной системы

Термодинамика фазовых превращенийДиаграмма состояния двухкомпонентной системыПервое правило Розембома:при равновесии твёрдый раствор

Термодинамика фазовых превращенийДиаграмма состояния двухкомпонентной системыВторое правило Розембома:при равновесии в точках

Термодинамика фазовых превращенийДиаграмма состояния двухкомпонентной системы

Термодинамика фазовых превращенийДиаграмма состояния двухкомпонентной системы

Термодинамика фазовых превращенийДиаграмма состояния двухкомпонентной системы

Термодинамика фазовых превращенийОпределение состава и массы фаз равновесной гетерогенной системыПравило рычага:количество

Термодинамика фазовых превращенийДиаграмма состояния трехкомпонентной системы с ограниченной взаимной растворимостью компонентов

Термодинамика фазовых превращенийДиаграмма состояния трехкомпонентной системы с ограниченной взаимной растворимостью компонентов

Введение в теорию растворовРастворРастворительРастворенное веществоОсновной компонент в наибольшем количествеКомпонент представленный в

Введение в теорию растворовСпособы выражения концентрации компонентовМолярная доляМассовая доляОбъемная доляМолярностьМоляльность

Введение в теорию растворовТермодинамическое и молекулярно-кинетическое условия образования растворовОбразование растворов –

Введение в теорию растворовТермодинамическое и молекулярно-кинетическое условия образования растворовС точки зрения

Введение в теорию растворовТермодинамическое и молекулярно-кинетическое условия образования растворовМолекулярно-кинетические условия образования

Введение в теорию растворовТермодинамическое и молекулярно-кинетическое условия образования растворовМолекулярно-кинетические условия образования

Похожие презентации

Термодинамика фазовых превращений
Гетерогенная система – термодинамическая система, состоящая из различных по

Термодинамика фазовых превращений
Классификация систем
По фазам: однофазные, двухфазные, трехфазные
и многофазные
По числу

Термодинамика фазовых превращений
Термодинамические степени свободы (вариантность системы) – число независимых термодинамических

Термодинамика фазовых превращений
Условия фазового равновесия

Условие равновесия фаз в гетерогенной системе

При условии

Термодинамика фазовых превращений
Условия фазового равновесия
При условии T = const и P

Термодинамика фазовых превращений
Правило фаз Гиббса
Равновесная система, состоящая из Ф фаз, каждая

Термодинамика фазовых превращений
Правило фаз Гиббса
Число уравнений связывающих концентрации одного компонента равно

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния однокомпонентной системы
Для характеристики состояния однокомпонентный системы чаще

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния однокомпонентной системы
Н.С. Курнаков, в основе анализа диаграмм

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния однокомпонентной системы
Н.С. Курнаков, в основе анализа диаграмм

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния однокомпонентной системы

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы
Первое правило Розембома:
при равновесии твёрдый раствор

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы
Второе правило Розембома:
при равновесии в точках

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы

Термодинамика фазовых превращений
Определение состава и массы фаз равновесной гетерогенной системы
Правило рычага:
количество

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния трехкомпонентной системы с ограниченной взаимной растворимостью компонентов

Термодинамика фазовых превращений
Диаграмма состояния трехкомпонентной системы с ограниченной взаимной растворимостью компонентов

Введение в теорию растворов
Раствор
Растворитель
Растворенное вещество
Основной компонент в наибольшем количестве
Компонент представленный в

Введение в теорию растворов
Способы выражения концентрации компонентов
Молярная доля
Массовая доля
Объемная доля
Молярность
Моляльность

Введение в теорию растворов
Термодинамическое и молекулярно-кинетическое условия образования растворов
Образование растворов –

Введение в теорию растворов
Термодинамическое и молекулярно-кинетическое условия образования растворов
С точки зрения

Введение в теорию растворов
Термодинамическое и молекулярно-кинетическое условия образования растворов
Молекулярно-кинетические условия образования

Введение в теорию растворов
Термодинамическое и молекулярно-кинетическое условия образования растворов
Молекулярно-кинетические условия образования