Изотермы реальных газов. Фазы. Фазовые переходы.

Изотерма Ван-дер-Ваальса представлена на рис.5.4. Опыт показывает, что участок пунктирный участок АВСДЕ практически неосуществим и заменяется прямолинейным отрезком АЕ ( площадь АБС = площади СДЕ).

1. Участок ЕЕ` соответствует газообразному состоянию вещества. По мере сжатия газа давление растет до точки Е.

2. Участок ЕА соответствует появлению вещества в жидком состоянии (конденсация газа). Чем ближе к точке А, тем больше доля жидкости в сосуде.

3. Участок АА` соответствует жидкому состоянию вещества. Давление растет очень быстро, жидкости, как правило, малосжимаемы.

*) Участок DЕ в принципе можно реализовать. Он соответствует переохлажденному пару, а участок АВ - перегретой жидкости. На этих участках вещество находится в метастабильном неустойчивом состоянии, из которого вещество может скачкообразно перейти на стабильный участок прямой АЕ.

Фазой системы называют все части системы, имеющие одинаковый химический и структурный состав. ( Например, жидкая, твердая и газообразные фазы). На участке АЕ одновременно в равновесии существуют жидкая и газообразные фазы. Равновесие фаз наблюдается при определенном давлении , называемомдавлением насыщенного пара.Чем больше Т, тем больше (см. рис.5.5)

Рис. 5.5

. С ростом температуры горизонтальный участок конденсации поднимается вверх (давление Рн.п. растет) и укорачивается, до тех пор пока не сожмется в точку К (рис 5.5).

Точка К называется критической точкой. Изотерма при называется критической изотермой.

В точке К исчезают различия между жидкой и газообразной фазой, получается однородная среда.

При газ никаким сжатием нельзя перевести в жидкость.

Пунктирная линия КМ - линия начала конденсации газа, начала фазового перехода из газа в жидкость. Линия КЛ - конец конденсации, конец фазового перехода.

Различают фазовые переходы 1 рода и 2 рода.

Фазовый переход, сопровождающийся поглощением или выделением теплоты, скачкообразным изменением плотности, молярного объема, называется фазовым переходом 1-го рода. (Пример: испарения воды, плавление льда).

Фазовый переход 2-го рода не сопровождается выделением или поглощением тепла, плотность изменяется непрерывно, а скачком изменяется молярная теплоемкость, проводимость, вязкость и др. (Пример: переход из ферромагнитного состояния в парамагнитное).