Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Рівняння Клапейрона-Клаузіуса





Знайдемо явний вигляд похідної від тиску по температурі у станах рівноваги двофазної системи. Для цього розглянемо елементарний цикл Карно для такої системи (рис.2.27). Робочим тілом є двофазна система, наприклад, рідина + пара. Адіабатична зміна температури розглядається безмежно мала, тому адіабата зображена елементарним відрізком прямої; ізотерма горизонтальна, бо тиск постійний, адже із збільшенням об’єму все більше число молекул рідини переходить у пару. Ізотерма 1-2 відповідає горизонтальній ділянці реальної ізотерми на рис.2.20б. Стани 1 і 2 є станами однофазних систем. Проміжні стани ділянки 1-2 відповідають станам двофазної системи, що відрізняються розподілом маси речовини між фазами.

Нехай маса рідини, що перетворилася в пару у процесі 1-2, рівна m. Введемо питомий об’єм (об’єм одиниці маси речовини). У процесі 1-2 об’єм робочого тіла одержить приріст , де та , відповідно, питомі об’єми першої і другої фаз робочого тіла.

На фазовий перехід в ізотермічному процесі 1-2 затрачена кількість теплоти

, (2.70)

взятої від нагрівника; – питома теплота фазового переходу 1-2 (у нашому прикладі – це r, що у формулі (2.69)).

Коефіцієнт корисної дії циклу Карно (див. формули (2.47), (2.48))

. (2.71)

Робота, виконана за цикл, у нашому випадку

(площа паралелограма на рис.) або

. (2.72)

Підставляючи вирази (2.70) та (2.72) у (2.71), одержуємо

або

. (2.73)

Співвідношення (2.73) називається рівнянням Клапейрона-Клаузіуса. Воно зв’язує похідну від рівноважного тиску по температурі з теплотою фазового переходу, температурою і різницею питомих об’ємів фаз, що знаходяться у рівновазі.

Зазначимо, що у правій частині виразу (2.71) при виводі співвідношення (2.73) ми записали ККД ідеального циклу Карно. Це було зроблено заради спрощення виводу. Рівняння (2.73) можна одержати в загальному випадку; воно стосується рівноважних станів будь-якої двофазної системи, а не тільки системи рідина+пара.

У відповідності з рівнянням (2.73) знак похідної залежить від того, якою зміною об’єму – збільшенням чи зменшенням – супроводжується фазовий перехід з поглинанням тепла. При випаровуванні рідини чи твердого тіла об’єм завжди зростає, тому для кривої випаровування і кривої сублімації може бути лише позитивною: підвищення температури веде до збільшення рівноважного тиску.

При плавленні об’єм, як правило, зростає, так що : збільшення тиску зумовлює підвищення температури плавлення. Однак у деяких речовин, серед яких і вода, об’єм рідкої фази менший від об’єму твердої фази [*]. В цьому випадку – збільшення тиску супроводжується зниженням температури плавлення. Стиснувши лід, можна, викликати його плавлення при температурі, нижчій від 00С.

 







Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 1317. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...


Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...


Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...


Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ПЛОСКОЙ ФИГУРЫ Сила, с которой тело притягивается к Земле, называется силой тяжести...

СПИД: морально-этические проблемы Среди тысяч заболеваний совершенно особое, даже исключительное, место занимает ВИЧ-инфекция...

Понятие массовых мероприятий, их виды Под массовыми мероприятиями следует понимать совокупность действий или явлений социальной жизни с участием большого количества граждан...

В теории государства и права выделяют два пути возникновения государства: восточный и западный Восточный путь возникновения государства представляет собой плавный переход, перерастание первобытного общества в государство...

Закон Гука при растяжении и сжатии   Напряжения и деформации при растяжении и сжатии связаны между собой зависимостью, которая называется законом Гука, по имени установившего этот закон английского физика Роберта Гука в 1678 году...

Характерные черты официально-делового стиля Наиболее характерными чертами официально-делового стиля являются: • лаконичность...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.007 сек.) русская версия | украинская версия