6.1.3. Термодинамические характеристики вещества

Газ и жидкость являются изотропными фазами вещества с одинаковым характером молекулярных взаимодействий и беспорядочным движением микрочастиц.

В отличие от газа и жидкости, твердое кристаллическое вещество является анизотропным. Переход кристаллического вещества в жидкость без видимого фазового перехода не удается получить при любых доступных для воспроизведения давлениях. Для некоторых веществ, изоэнтропных, некристаллических в твердом состоянии: стекла, парафина, гудрона и т.п., - допустим переход из твердой фазы в жидкую и наоборот без видимого скачка свойств. Эти вещества иногда называются твердыми жидкостями. Для них возможно сразу перейти из жидкой фазы в твердую, и наоборот.

Важнейшими термодинамическими характеристиками вещества являются параметры его критического состояния: РКР, TКР, vКР. Они неодинаковы для различных веществ и выражают в обобщенной количественной форме эффект действия сил молекулярного взаимодействия. На критической изотерме, проходящей через точку К, горизонтальный участок имеет нулевую длину, т.е. здесь нет разницы плотностей жидкой и газовой фаз. Превращение жидкости в пар при Р < РКР требует затраты теплоты парообразования. В критической точке при РКР теплота парообразования нулевая, ее нет.

Критическая точка для критической изотермы в Р,v- координатах является точкой перегиба, в этой точке касательная к изотерме представляет собой горизонталь, и, следовательно, для критической точки


Сверхкритические изотермы (Т>ТКР) в Р,v- диаграмме не имеют горизонтальной касательной, для них всегда (dР/dv)Т<0. Для изотерм, близких к критической, характерно наличие перегиба, постепенно исчезающего с повышением температуры.

Для некоторых веществ критические параметры приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Критические параметры некоторых веществ....................................................
Вещество tКР, 0С РКР, МПа Вещество tКР, 0С РКР, МПа

Гелий

Водород

Азот

Кислород

-268

-240

-147

-118,4

0,225

1,25

3,28

4,87

Углекислота

Вода

Натрий

Ртуть

Углерод

31

374,12

1837

1490

6027

7,38

22,12

35,0

151,0

700,0

Из табл. 5.1 видно, почему СО2 выбрана Эндрюсом для опытов. Критические параметры СО2 невелики, поэтому их было просто технически получить в то время.

Проведенные Эндрюсом опыты показали непрерывность свойств газообразной и жидкой фаз реальных веществ и их отличие от идеальных газов. Для анализа этих различий наравне с Р,v- диаграммой широко используется Рv,Р- диаграмма. В этой диаграмме изотермы идеальных газов в соответствии с уравнениями Рv=const и Рv=RT представляют собой горизонтальные прямые.

предыдущий параграф содержание следующий параграф