Главная > Разное > Лекции по термодинамике
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 46. Равновесие трехфазной системы

Представим себе, что некоторое вещество встречается в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Для жидкой и газообразной фаз уравнение равновесия имеет вид

для твердой и газообразной фаз, аналогично, оно имеет вид

а для твердой и жидкой фаз —

Отсюда можно вывести, так же, как это было сделано в § 45 для системы жидкость-пар, дифференциальные уравнения, определяющие связь между температурой и упругостью паров над твердым телом и зависимость между температурой и давлением в точке плавления.

Если заданы в виде функций , то можно построить три кривые равновесия, по одной для каждой пары фаз.

Подобрав теперь температуру так, чтобы максимальное давление паров над жидкостью и над твердым телом было одинаковым, мы получим равновесие также и между твердой и жидкой фазами, так как из следует . Точка пересечения этих трех кривых называется тройной точкой (рис. 9).

Рис. 9

У какой из кривых самый крутой подъем? Для ответа на такой вопрос надо взять какую-то абсциссу вблизи от тройной точки и посмотреть, для какой из кривых соответствующая ордината окажется наибольшей. Нам надо, значит, рассмотреть разность ординат. Пусть абсцисса равна , где Т — температура системы в тройной точке. Приращению температуры dT соответствуют тогда три различных приращения давления, которые обозначим через . При переходе от Т к вдоль кривой получим

или

Таким же образом для остальных двух кривых

и

Чтобы исключить dT, сложим все три уравнения. Получим

Обозначив через ординаты, соответствующие температуре , и заменяя через , находим

Итак, разности давлений относятся между собой как разности удельных объемов. Отсюда заключаем, что взаимное расположение кривых именно таково, как на рис. 9. Кривая выражает равновесие фаз с наибольшей разностью удельных объемов. Диаграмма на рис. 9 построена для воды, где такими фазами будут жидкая и газообразная.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление