Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Минералогия -> Бетехтин А.Г. -> "Минералогия" -> 15

Минералогия - Бетехтин А.Г.

Бетехтин А.Г. Минералогия — М.: Государственное издательство геологической литературы, 1950. — 956 c.
Скачать (прямая ссылка): betehtin1950mineralogy.pdf
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 545 >> Следующая


температурами плавления, эта упругость пара при низких температурах столь ничтожна, что практически равна почти нулю.

Обратимся к рассмотрению однокомпонентной системы НгО, изображенной в виде диаграммы на фиг. 5. Все поле рисунка на основе опытных данных разбито на три области устойчивого существования пара, воды и льда. При температуре, близкой к комнатной, и внешнем давлении, равном одной атмосфере, состояние нашей системы будет выражаться фигуративной точкой т, т. е. наша система будет представлена водой (жидкой фазой). При этих условиях упругость или давление пара, насыщающего окружающее пространство, будет измеряться отрезком cd.

При повышении температуры, но при сохранении постоянного внешнего-давления фигуративная точка т будет перемещаться кверху по прямой mb. При этом упругость пара воды, как можно видеть по поведению кривой AK, будет постепенно возрастать. Это означает, что для насыщения парами пространства потребуются дополнительные количества, вследствие чего будет иметь место частичное испарение воды. Если фигуративная точка, отражающая состояние системы, достигнет точки Ь, лежащей на кривой AK, то мы будем иметь случай, когда НгО од»-3*

Фиг. 5. Диаграмма TP одно-компонентной системы —HaO

(схема). Г—температура; P-давление; к— критическая точка (нанесена не в масштабе диаграммы)

наково устойчива как в жидком, так и газообразном состоянии. В этом случае, как можно видеть из рисунка, упругость пара воды будет равна внешнему, атмосферному давлению. При дальнейшем повышении температуры упругость паров уже превысит внешнее давление, что вызовет всем известное явление кипения (бурного испарения) жидкости до полного ее исчезновения (фигуративная точка попадает уже в другую область, а именно в область устойчивого парообразного состояния H2O), причем приток тепла будет расходоваться на процесс парообразования (скрытая теплота кипения)

При понижении температуры фигуративная точка т будет перемещаться книзу, причем из поведения кривой AK видно, что упругость пара воды, а следовательно, и степень насыщения им пространства, при этом падает. Следствием этого явится частичная конденсация за счет избытка пара. Это явление нам хорошо известно по образованию росы в ночное время.

Если фигуративная точка достигнет точки пересечения с кривой АС, то наступит равновесие жидкой и твердой фаз (т. е. воды и льда). При дальнейшем охлаждении мы попадаем уже в область устойчивой твердой фазы: вся жидкость исчезнет, постепенно превращаясь в лед, причем будет иметь место выделение тепла, как бы стремящееся остановить процесс замерзания воды.

Если же теперь мы испытаем нашу систему при постоянной температуре, но при меняющемся внешнем давлении, то будем наблюдать лишь отчасти аналогичные же явления. При понижении внешнего давления фигуративная точка будет перемещаться влево по линии тс, причем будет иметь место частичное испарение жидкости.

В том, что испарение действительно имеет место, можно было бы убедиться на следующем простом опыте. Представим себе закрытый с одного конца цилиндр со скользящим в нем поршнем и некоторым количеством воды (фиг. 6), в равновесии с которой находится пар, насыщающий пространство над ней. Если мы будем уменьшать внешнее давление (оттягивать поршень кверху), то объем пространства над водой будет увеличиваться. Так как упругость пара при одной и той же температуре (фиг. 5) должна быть постоянной, то естественно, что для компенсации понизившегося давления паров часть воды при этом должна соответственно испариться. При достижении точки d наступит момент одинаковой устойчивости жидкой и газообразной фаз. Если давление сразу уменьшится настолько, что фигуративная точка перейдет за точку d, будет наблюдаться кипение с поглощением тепла на парообразование. Это вызовет охлаждение системы, а следовательно, и конденсацию пара, пока не наступит новое равновесие при установившемся давлении. К такого рода явлениям относится, например, деятельность гейзеров: сильно нагретые воды, подходя к поверхности земли под большим давлением, при внезапном ослаблении внешнего давления быстро превращаются в пар и с силой выбрасываются вверх.

При увеличении внешнего давления (но при сохранении температуры) фигуративная точка т, выражающая состояние системы, будет смещаться по горизонтальной линии вправо. С увеличением внешнего давления, что равносильно, например, увеличению глубины в земной коре, как это легко видеть из диаграммы, упругость пара, насыщающего пространство (отрезок cd), остается постоянной; меняется лишь объем пространства, насыщенного паром. Это было бы нетрудно показать с помощью того же цилиндра, о котором шла речь выше (фиг. 6). Если мы будем увеличивать внешнее давление, иначе говоря, давить на поршень, то объем пространства над водой, естественно, будет уменьшаться и в первые моменты концентрация паров, а следовательно, и упругость их будут выше, чем это полагается при данной температуре. Поэтому избыток паров будет конденсироваться, переходя в воду, пока система не будет обладать прежней упругостью пара. Таким образом, при изменении внешнего давления, но при постоянной температуре в нашей системе будет меняться лишь соотношение между объемами, занимаемыми паром и водой. На диаграмме это соотношение будет выражаться соотношением длин отрезков cd : dm.
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 545 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed