Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.4: потрійні системи

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    29068

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Наступний більш складний тип багатокомпонентної системи - потрійна, або трикомпонентна, система. Потрійні системи частіше зустрічаються на практиці, ніж двійкові. Наприклад, повітря часто наближається як складається з азоту, кисню та аргону, тоді як сухий природний газ може бути досить грубо наближений як складається з метану, азоту та вуглекислого газу. Ми також можемо мати псевдо-3-компонентні системи, які складаються з багатокомпонентних систем (більше 3-х компонентів), які можна описати, об'єднавши всі компоненти на 3 групи, або псевдокомпоненти. При цьому кожна група розглядається як єдиний компонент. Наприклад, при впорскуванні СО 2 в масляний резервуар CO 2, C 1 і C 2 часто згортаються в єдиний легкий псевдокомпонент, тоді як С 3 до С 6 утворюють проміжний псевдокомпонент, а інші (С 8+) згорнуті разом в єдиний важкий псевдокомпонент.

    Інтуїтивно наявність більше двох компонентів створює проблему, коли потрібне образотворче зображення. Прямокутного координатного ділянки, що має всього дві осі, вже не вистачить. Гіббс вперше запропонував використовувати трикутну систему координат. В сучасний час для такого подання ми використовуємо рівносторонній трикутник. \(\PageIndex{1}\)На малюнку показаний приклад потрійної діаграми фаз. Зауважимо, що взаємозв'язок між концентраціями компонентів є більш складним, ніж у бінарних систем.

    Порожній_тернари_ділянка.svg.png
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Трикомпонентне трикутне представлення (тобто «порожній графічний папір» для потрійної діаграми/фазової діаграми), з мітками осей, перпендикулярними кожній осі побудови графіків для полегшення побудови та розуміння. Стрілки, паралельні кожній стороні, вказують напрямок збільшення для кожного з трьох вимірів. (CC BY-SA 4.0; Сміт609 через Вікіпедію)
    • Будь-яка точка в межах цього трикутника представляє загальний склад потрійної системи при фіксованій температурі і тиску.
    • За умовністю найлегша складова (L) розташовується на вершині або вершині трикутника. Важкі (H) та середні (M) компоненти розміщуються відповідно у лівому куті та правому куті.
    • Кожен куточок являє собою чистий стан. Значить, вгорі у нас є 100% L, а з кожного боку - 100% Н і 100% М відповідно.
    • Кожна сторона трикутника представляє всі можливі бінарні комбінації трьох компонентів.
    • На будь-якій з цих сторін частка третього компонента дорівнює нулю (0%).
    • У міру переходу з одного боку (0%) до 100% або чистого стану склад даного компонента збільшується поступово і пропорційно. У самому центрі трикутника знаходимо 33,33% кожної складової.

    Для диференціації в межах двофазної області і однофазної області на потрійній діаграмі необхідно зафіксувати тиск і температуру. Будуть різні конверти (бінодальні криві) при різних тисках і температурах. Бінодальна крива - це межа між 2-фазним умовою і однофазним умовою. Усередині бінодальної кривої або фазової оболонки переважає двофазна умова. Якщо ми дотримуємось конвенції, наведеної вище (вогні вгорі, важкі та середні з боків), двофазна область буде знайдена вгорі. Це можна побачити більш наочно на малюнку\(\PageIndex{2}\).

    Дивіться текст вище і нижче зображення
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Тернарна фазова діаграма для потрійної системи. (Люб'язно надано ©LOMIC, INC)

    Бінодальна крива утворена з кривої точки міхура та кривої точки роси, обидві з яких зустрічаються в точці коси. Це точка, в якій склад рідини і пари ідентичні (нагадує критичну точку, яку ми вивчали раніше). У межах двофазної області лінії зв'язку - це прямі лінії, які з'єднують склади парової і рідкої фази в рівновазі (точка міхура до точки роси). Ці лінії зв'язують кут у напрямку до середньокомпонентного кута. Також можна визнати, що будь-яка суміш на лінії стяжки має однакові рідкі і парові склади.

    Нарешті, щоб знайти пропорцію рідини і пари в будь-якій точці лінії стяжки, застосовуємо правило важеля.