Вопрос 8. Определение температуры смеси. Теплоёмкость смеси.

Если состав газовой смеси задан массовыми концентрациями отдельных компонентов m₁, m₂, …, m_n и их теплоемкости соответственно c_zm1, c_zm2,…,c_zmn, то массовая теплоемкость смеси определяется уравнением , т.е. удельная массовая теплоемкоcть смеси равна сумме произведений массовых концентраций компонентов смеси и их удельных теплоемкостей в соответствующем процессе z=v (для схемы V=const) или при постоянном давлении z=p (для схемы p=const).

Если же состав смеси задан мольными концентрациями компонентов r₁, r₂, …, r_n, и их теплоемкости соответственно , то средняя мольная теплоемкость смеси равна сумме произведений мольных концентраций компонентов смеси на их мольные теплоемкости в соответствующих процессах z=v или z=p: Обобщённое уравнение для определения средней температуры смеси идеальных газов для различных схем смешения: , где – массовая и молярная концентрации i-го компонента смеси; – средние удельные массовая и молярная теплоемкости i-го компонента смеси в процессах ( ); – средние удельные массовая и молярная теплоемкости смеси.

________________________________________________________________________________________

Вопрос 9. Термодинамические условия фазовых переходов

Ф азовый переход — переход вещества из одной термодинамической фазы в другую при изменении внешних условий. Три агрегатных состояния простых систем: твердое, жидкое и газовое. Фазовая диаграмма отслеживает переход тела из одного агрегатного состояния в другое. Если при постоянном давлении нагреть тело, то температура его будет непрерывно повышаться, пока не достигнет определенного значения, после которого оно переходит из жидкого состояния в газообразное. Этот процесс называется кипением, а обратный процесс - конденсацией. Переход вещества из твердого состояния в жидкое – процесс плавления, а обратный процесс - затвердевание. В тройной точке (А) начинается процесс сублимации (переход твердого вещества в газообразное), обратный процесс десублимация. В точке А одновременно в равновесном состоянии находятся три вида агрегатных состояний вещества. Линии фазовых превращений (испарение - I, плавление - II, сублимации - III) отображают термодинамическое равновесие двухфазных систем и делят диаграмму на области различных агрегатных состояний. Фазами системы называются области, ограниченные поверхностями раздела. На линиях фазовых превращений существует однозначная зависимость между давлением и температурой. Эти линии пересекаются в тройной точке, где вещество одновременно находится в трех агрегатных состояниях. Энергетической границей между жидкостью и паром является теплота испарения, а между твердым телом и жидкостью – теплота плавления. Так как процессы испарения и плавления протекают при постоянной температуре, то теплоты испарения, плавления и сублимации есть теплоты изотермических превращений. Теплота фазового перехода обозначается символом r . Критическая температура Tк – это температура, при которой и выше которой газ никаким сжатием не может быть переведен в жидкое состояние. Критическое давление pк – это такое давление, при котором и выше которого жидкость невозможно перевести в газообразное состояние, а критический объем представляет собой максимальный объем данного количества вещества в жидком состоянии. В закритической области (p>p_к; T>T_к) вещество может находиться только в однофазном состоянии. Переход из состояния 1 в состояние 2 возможен кратчайшим путем по линии 1-2. Можно этот переход осуществить через закритическую область, то есть без изменения агрегатного состояния, например по линии (1-1'-2'-2).