Вопросы теоретического характера для письменного опроса

1. Сколько степеней свободы имеет насыщенный пар жидкости? Учтите, что давление насыщенного пара зависит от температуры.

2. Чему равно число степеней свободы для идеального газа?

3. Изобразите упрощенно фазовую диаграмму воды. Укажите названия полей и линий на диаграмме. Определите число термодинамических степеней свободы различных возможных состояний воды, предполагая нахождение фигуративной точки на различных участках диаграммы (поле, линия, точка).

 

4. Перегонку с водяным паром принято характеризовать с помощью расходного коэффициента пара К, равного количеству воды, необходимой для перегонки единицы массы данной жидкости: K = m(Н₂О) /m_L. Предположите, что водяной пар и пар данной жидкости – идеальные газы. Используйте уравнение Менделеева - Клайперона для каждого из этих компонентов и получите формулу расходного коэффициента водяного пара. Проанализируйте полученную формулу.

 

5. Какая качественная связь имеется между давлением пара и температурой кипения жидкости? Какая жидкость скорее закипит, будет иметь более низкую температуру кипения, с большим или меньшим давлением насыщенного пара?

 

6. Дана диаграмма «давление пара – состав». Нарисуйте схематично диаграмму «температура кипения – состав» для этой же системы. Обозначьте на ней кривые пара, жидкости и области различного фазового состояния.

T = const

 

А Состав В

 

7. Нарисуйте диаграмму «температура кипения – состав» двух взаимно нерастворимых жидкостей. Отметьте области существования различных фаз и температуры начала и конца кипения смеси произвольного состава.

 

8. «Азеотроп» в переводе с греческого означает «кипеть, не изменяясь». Можно ли считать азеотропные смеси химическими соединениями? Можно ли изменить состав азеотропной смеси?

 

9. Что можно получить в результате перегонки смеси компонентов, характеризующейся диаграммой с минимумом температур кипения, если исходная смесь имеет состав точек (1) или (2)?

 

 

Т Р = const

(1)

А Состав В

 

 

10. В чем заключается фракционная перегонка жидкой бинарной смеси? Покажите на диаграмме «температура кипения – состав» схему ступенчатой перегонки. Как рассчитать число теоретических тарелок, необходимых для разделения жидкостей?

11. Укажите основные причины, приводящие реальные смеси жидкостей к отклонению от модели идеальной жидкости. Какие типы термодинамических систем могут быть получены при смешивании двух жидкостей?

 

12. Изобразите диаграмму, отражающую изотерму зависимости общего и парциальных давлений пара от состава идеального раствора двух жидкостей. Укажите, какие законы и, соответственно, математические зависимости отвечают линиям на диаграмме.

 

13. Объясните сущность первого закона Коновалова. Выведите математическую зависимость между равновесными составами жидкости и пара (уравнение ноды).

 

14. Объясните сущность второго закона Коновалова. Что такое азеотропная смесь? Чему равна вариативность системы в азеотропной точке?

 

15. Опишите физико-химические особенности бинарных жидких систем с положительным и отрицательным отклонениями от закона Рауля. Как изменяется вид фазовой диаграммы «температура кипения - состав» при этом?

 

16. . Каковы физико-химические основы процесса перегонки веществ с водяным паром? Опишите двухкомпонентную гетерогенную термодинамическую систему взаимно нерастворимых жидкостей. Приведите вид диаграммы кипения такой системы