Перегретый пар и критическая точка. Решение задачи на автоклав

[BritishPetroleum]

У воды критическая точка При температуре 374 °C (647 K) и давлении 22,064 МПа (218 атм) вода проходит критическую точку.

А что это значит? Про температуру понятно, вроде при температуре выше критической вещество не может быть в жидкой форме а что значит крит давление?  Я перегревал воду,  нагревал ее в замкнутом сосуде до 120 градусов она выглядела как вода и почти не кипела, при сообщении с атмосферой мгновенно переходила в пар, это был перегретый пар в форме жидкости? А как будет выглядеть вода при 374 градусах?

 

Еще как решить задачу: есть смесь ацетона 30 грамм, с водой 10 грамм. Все это дело нагревается в замкнутом сосуде 2 литра, вопрос какое давление будет при 250 градусах? И в какой форме бдует ацетон и вода в сосуде?  Как это правильно рассчитать

Тут у ацетона превышена температура критической точки а у воды нет

[podlyinarod]

В 10.03.2024 в 12:12, BritishPetroleum сказал:

Про температуру понятно, вроде при температуре выше критической вещество не может быть в жидкой форме а что значит крит давление?

Ну посмотрите определение. две разные фазы (скажем, твердое-жидкое) на диаграмме (давление-температура) разделяет некая прямая, соответствующая переходу из одной в другую. Так вот эта прямая ЗАКАНЧИВАЕТСЯ в критической точке. И всего-то.

[BritishPetroleum]

В 10.03.2024 в 13:22, podlyinarod сказал:

на диаграмме (давление-температура) р

Я не пойму каким боком тут давление и что оно значит.

 

374 °C (647 K) и давлении 22,064 МПа (218 атм)

 

Я так понимаю если я нагреваю воду в замкнутой системе до 374 градусов  (допустим чтоу меня суперпрочный стеклянный автоклав) вплоть до 374 градусов я смогу наблюдать будто это обычная жидкость которая никак не может закипеть (те перегретый пар).

А что значит тут , какой смысл имеют эти 218 атмосфер?

Изменено 10 Марта, 2024 в 09:31 пользователем BritishPetroleum

[podlyinarod]

В 10.03.2024 в 12:28, BritishPetroleum сказал:

каким боком тут давление и что оно значит.

Вот двумерный график линии, разделяющей воду и пар, в координатах "давление-температура". Скажем, при 100 °С давление 100 кПа, а при 120 - 200. Так вот, критическая температура и ОДНОВРЕМЕННО критическое давление - это координаты КОНЦА этой линии. Дальше нет ни пара, ни жидкости - ни повышением/понижением ТОЛЬКО давления, ни понижением/повышением ТОЛЬКО температуры нельзя превратить получившееся НЕЧТО (именуемое сверхкритической жидкостью или сверхкритическим газом, без разницы) в другую фазу, жидкость ли в пар или пар в жидкость.

Посмотрите диаграмму состояния воды.

 

То есть, если мы возьмём стакан воды, засунем в автоклав и проведем "мимо" указанной линии (так как она имеет конец, то это можно сделать - просто "обойти" её) в точку, скажем, 120 °С, 100 кПа - мы получим водяной пар, но вода не будет кипеть!

 

Так получают аэрогели. Только вместо воды более легкокипящие субстанции.

Изменено 10 Марта, 2024 в 11:14 пользователем podlyinarod

[BritishPetroleum]

В 10.03.2024 в 15:11, podlyinarod сказал:

Скажем, при 100 °С давление 100 кПа, а при 120 - 200.

У меня манометра не было, была только температура. Так вот если вода выглядит как обычная жидкость (изредка у нее вырываются пузырьки) те она как будто начминает кипеть, только это все наблюдается при 120 градусах, какое там давление будет? Те кипения нет при 120, но пузырьки изредка проскакивают

Получается у меня давление в системе было в выделенном диапазоне?

[BritishPetroleum]

Вплоть до 10 атмосфер?

[podlyinarod]

В 10.03.2024 в 14:20, BritishPetroleum сказал:

Получается у меня давление в системе был

Ровно то, которое есть у воды при 120 градусах, около 2 бар. Ищите "давление водяного пара при разных температурах".

[BritishPetroleum]

В 10.03.2024 в 15:37, podlyinarod сказал:

Ровно то, которое есть у воды при 120 градусах, около 2 бар. Ищите "давление водяного пара при разных температурах".

А почему 2 бара именно? На диаграмме там область давлений ведь идет при котором вода существует от 400К?

 

Там наверное будет зависимость от уравнения Клапейрона Менделеева?

 

Как вообще правильно расчитать давление воды при заданной температуре, заданного количества в молях и заданном объеме?

В 10.03.2024 в 13:12, BritishPetroleum сказал:

Еще как решить задачу: есть смесь ацетона 30 грамм, с водой 10 грамм. Все это дело нагревается в замкнутом сосуде 2 литра, вопрос какое давление будет при 250 градусах? И в какой форме бдует ацетон и вода в сосуде? 

Вот это

В 10.03.2024 в 15:37, podlyinarod сказал:

Ищите "давление водяного пара при разных температурах".

Я вот хотел как раз уточнить, ведь есть еще перегретый водяной пар

Изменено 10 Марта, 2024 в 11:43 пользователем BritishPetroleum

[stearan]

В 10.03.2024 в 10:28, BritishPetroleum сказал:

Я не пойму каким боком тут давление и что оно значит

нагревая жидкость в закрытом (но не заполненном жидкостью доверху!) сосуде, над жидкостью будет находиться её равновесный насыщенный пар.

его давление будет с ростом температуры расти по уравнению давления насыщенного пара (примерно по экспоненте) и так до критической точки.

в критической точкe жидкость исчезнет, останется одна паровая фаза. если дальше нагревать, давление будет дальше расти, но уже по уравнению состояния.

понятно, что в этих условиях это вудет не PV=nRТ, есть более сложные уравнения пригодные для этих условий.

[BritishPetroleum]

В 10.03.2024 в 16:20, stearan сказал:

понятно, что в этих условиях это вудет не PV=nRТ, есть более сложные уравнения пригодные для этих условий.

ну то есть задача с ацетоном и водой сложная?