Фазовые превращения реального газа

 

Рассмотрим процесс сжатия вещества при постоянной температуре Т, которую выберем ниже критической Ткр. Первоначально вещество предполагают газообразным. Вначале по мере уменьшения объема давление газа будет расти (рис. 2).

По достижении объема давление перестает быть однородным – часть газа конденсируется в  жидкость. Происходит расслоение вещества на две фазы: жидкую и газообразную. По мере дальнейшего уменьшения объема все большая часть вещества переходит в жидкую фазу, причем переход осуществляется при постоянном давлении Рн.п. (давлении насыщенного пара). После того как процесс конденсации вещества заканчивается (это происходит при достижении объема ), дальнейшее уменьшение объема начинает сопровождаться быстрым ростом давления.

На рис. 2 штриховой линией изображена изотерма  Ван-дер-Ваальса, соответствующие данной температуре. Если проведем линию через крайние точки горизонтальных участков экспериментальных изотерм, получается колоколообразная, кривая, ограничивающая область двухфазных состояний вещества. Нарисуем на диаграмме (P, V) также изотерму, соответствующую критической температуре Ткр. Тогда колоколообразная кривая и критическая изотерма делят диаграмму (P, V) на четыре области (рис. 3).

 


 

Под колоколообразной кривой располагается область двухфазных состояний (жидкость + пар). Область, лежащая слева от колоколообразной кривой, представляет собой область однородных жидких состояний, и наконец, область, лежащая справа от колоколообразной кривой и верхней ветви критической изотермы, представляет собой область однородных газообразных состояний вещества. Здесь можно особо выделить часть лежащую под правой ветвью критической изотермы, назвав ее областью пара. Любое состояние в этой области отличается от остальных газообразных состояний в том отношении, что при изометрическом сжатии вещества, первоначально находившееся в таком состоянии, претерпевает процесс сжатия. Вещество, находящееся в одном из состояний при температуре выше критической, не может быть сжижено никаким сжатием. Подразделение газообразных состояний на газ и пар не является общепринятым, поэтому в дальнейшем мы оба этих состояний будем называть газом.


Лекция добавлена 10.05.2012 в 23:59:39