рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Вывод уравнений Ван-дер-Ваальса для жидкой и паровой фаз

Работа сделанна в 2004 году

Вывод уравнений Ван-дер-Ваальса для жидкой и паровой фаз - раздел Химия, - 2004 год - Исследование фазовых эффектов в бинарных азеотропных смесях Вывод Уравнений Ван-Дер-Ваальса Для Жидкой И Паровой Фаз. Уравнение Ван-Дер-В...

Вывод уравнений Ван-дер-Ваальса для жидкой и паровой фаз. Уравнение Ван-дер-Ваальса является представлением разности нулевых потенциалов Гиббса в координатах g-потенциала [14]. Напомним, что для жидкой фазы нулевой потенциал для бинарной смеси обычно записывается в форме [14] Sж dT –Vж dР+ x1 dμ1 + x2 dμ2=0 2.7 g-потенциал, соответственно, равен dgж= -Sж dT +Vж dР+ μ1dх1+ μ2 dх2 2.8 Аналогично для паровой фазы имеем Sп dT –Vп dР+ у1 dμ1 + у2 dμ2=0 2.9 dgп= -Sп dT +Vп dР+ μ1dу1+ μ2 dу2 2.10 В работе [14] дан вывод нулевого потенциала.

Приведем его полностью. Для случая бинарной смеси уравнение внутренней энергии имеет вид: U= TS-PV+ μ1x1+ μ2x2 2.11 После дифференцирования получаем dU= TdS + SdT – PdV – VdP + μ1 dx1 + x1dμ1 + μ2 dx2 + x2dμ2 2.12 Но так как dU= TdS - PdV+ μ1 dx1 + μ2 dx2 2.13 то очевидно SdT-VdP+ x1dμ1+ x2dμ2 =0 2.14 Если применять почленно преобразование Лежандра, то, учитывая, что при этом меняется в каждом случае знак, получим -SdT+VdP- x1dμ1- x2dμ2 =0 2.15 Автор [14] не видит разницы между уравнениями в форме 2.14 и 2.15, поэтому приводит уравнение 2.15, очевидно считая, что если правая часть равна нулю, то обе формы идентичны.

Как уже говорилось, нулевой потенциал есть скалярное произведение вектора < S, V, x1, x2 > на вектор < dT, dP, d&#956;1, d&#956;2 > Учитывая, что это скалярное произведение равно нулю, векторы-сомножители ортогональны друг другу.

Так как, вектор < dT, dP, d&#956;1, d&#956;2 > есть вектор параметров, которые могут изменяться независимо, очевидно вектор < S, V, x1, x2 > может быть представлен двояко < S, -V, x1, x2 > или <- S, V, -x1 x2 > Оба представления получаются равнозначными, так как эти векторы ортогональны.

Проиллюстрируем это при условии Р=соnst. В этом случае имеем < S, x1, x2 > и <- S, -x1 x2 > S S х1 х2 х1 х -х2 х2 -х -S -х1 -х2 -х1 - S Рис.2.10. Взаимное расположение вектора состава То есть, в случае перемены знаков произведение знака не меняет, если давление постоянно.

Выведем уравнение Ван-дер-Ваальса для жидкой фазы. Исходим из того, что в этом случае начальная точка вектора конноды при Р=соnst будет точка, соответствующая свойствам жидкой фазы. В связи с этим правилом запишем уравнения 2.14 для паровой и жидкой фаз при Р=соnst: Sп dT + у1 d&#956;1 + у2 d&#956;2=0 2.16 Sж dT + x1 d&#956;1 + x2 d&#956;2=0 2.17 Отнимем от первого уравнение второе и получим: (Sп- Sж) dT + (у1- х1)d&#956;1 +(у2- x2)d&#956;2=0 2.18 Таким образом, мы, получим произведение конноды жидкость-пар < Sп- Sж, у1- х1, у2- x2> на вектор параметров < dT, d&#956;1, d&#956;2 >, которые в условиях термодинамического равновесия одинаковы, как в жидкой, так и в паровой фазах.

Так как х1+х2=1 и у1+у2=1, то очевидно у1- х1+ у2- x2=0 т.е. у2- x2= -(у1- х1) 2.19 Следовательно, с учетом 2.19 (Sп- Sж) dT + (у1- х1) (d&#956;1-d&#956;2)=0 2.20 В уравнении 2.20 dT и d(&#956;1-&#956;2) полные дифференциалы.

Для перехода к координатам функции g необходимо выразить d(&#956;1-&#956;2), как функции х1 и Т (Р=соnst) d(&#956;1-&#956;2) = 2.21 Подставляя в уравнение 2.20 значение d(&#956;1-&#956;2) из 2.21, получим 2.22 можно представить в виде. В самом деле, , . Но согласно соотношению Максвелла (смешанные производные не зависят от порядка дифференцирования). В связи с этим 2.23 2.24 Таким образом, с учетом 2.23 и 2.24 окончательно получим - 2.25 Аналогично можно получить для жидкой фазы уравнение при постоянной температуре и переменном давлении 2.26 Учитывая, что нода для двухкомпонентной смеси определяется разностью концентраций одного из компонентов, уравнения 2.25 и 2.26 можно записать в форме 2.27 и 2.28 Отметим, что так как в азеотропных смесях коннода вертикальна, нода вырождается в точку. 3.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Исследование фазовых эффектов в бинарных азеотропных смесях

Вместе с тем, для понимания всех тонкостей уравнения Ван-дер-Ваальса-Сторонкина необходимо изучить уравнение Ван-дер-Ваальса, которое было получено… Уравнение Ван-дер-Ваальса тесно связано с уравнениями так называемых фазовых… В рукописных материалах Л. А. Серафимова введено понятие общих и частных фазовых эффектов.

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Вывод уравнений Ван-дер-Ваальса для жидкой и паровой фаз

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Литературный обзор
Литературный обзор. Диаграммы объем-состав пара, состав жидкости и энтропия-состав пара, состав жидкости В бинарных двухфазных системах в общем случае составы фаз неодинаковы. В связи с этим при вз

Вид изотермо-изобар в бинарных смесях
Вид изотермо-изобар в бинарных смесях. Образование раствора при постоянном давлении и температуре сопровождается повышением энтропии Sм и понижением Gм потенциала, при этом [2, 3]: Hм=T Sм +

Некоторые понятия физико-химического анализа
Некоторые понятия физико-химического анализа. Коннодой называется отрезок, соединяющий два состояния двухфазной системы. Векторы состояния: < V(1) S(1) x(1)1 x(1)2 x(1)3 … x(1)n-1> и <V(2)

Определение ноды как вектора
Определение ноды как вектора. Уравнение для потенциала получают путем покоординатного преобразования Лежандра фундаментального уравнения [14, 15], при этом знак преобразованной координаты меняется

Выбор направления ноды и реноды
Выбор направления ноды и реноды. Нода - это отрезок, соединяющий составы равновесных фаз в двухфазных системах. Ренода – отрезок, ориентированный противоположно. Коннода – это отрезок, соеди

Изменение концентрации фаз при фазовом обмене при постоянной температуре и давлении
Изменение концентрации фаз при фазовом обмене при постоянной температуре и давлении. Рассмотрим изменение концентрации компонента i в жидкой фазе в зависимости от того, приходит dm молей пар

Вывод основных уравнений для частных фазовых эффектов жидкой и паровой фаз при постоянной температуре и давлении
Вывод основных уравнений для частных фазовых эффектов жидкой и паровой фаз при постоянной температуре и давлении. Проведем вывод, используя диаграммы зеотропных смесей. На рис. 2.1 представл

Фазовые эффекты в бинарных азеотропных смесях
Фазовые эффекты в бинарных азеотропных смесях. На рисунках 3.1 - 3.4 изображены диаграммы объем - состав фаз, и энтропия – состав фаз для азеотропа с минимумом температуры кипения. Если расс

Обозначения
Обозначения. Vп Мольный объем паровой фазы Vж Мольный объем жидкой фазы Sп Мольная энтропия паровой фазы Sж Мольная энтропия жидкой фазы yi Концентрация компонента i в паровой фазе xi Концентрация

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги