Принципиальный вопрос про кипение чистых жидкостей и жидких смесей

[yatcheh]

Если уж на то пошло, то даже длЯ самого твёрдого и тугоплавкого вещества - алмаза существует равновесие с жидкой фазой при н.у. Числа, которые при этом получаются, кажется лишёнными физического смысла. 

Но если вспомнить эту притчу восточную про орла, который раз в тысячу лет прилетает поточить клюв о вершину алмазной горы высотой в тысячу ли... Любой брильянт за конечное время превратится в шарик кристаллического углерода за счёт того, что имеется равновесие с жидкой фазой. И пусть это будет триллион лет - мы подождём.

В 25.05.2025 в 19:09, Loiso Pondohva сказал:

Конечно, моя очепятка. 
 

 

Хм...
В идеальных условиях которые привёл Almonax (закрытый контейнер дистилированной дегазированной воды) полностью заполненной водой, газа вполне может и не быть в принципе. Поскольку жидкость (условно конечно) почти несжимаема, то и пару там взяться неоткуда. 
Для формирования пузырьков нужны неровности или центры кавитации опять же. 
 

 

Для формирования второй фазы нужна только неидеальность. В несжимаемой жидкости по определению ничего не будет.

[Loiso Pondohva]

В 25.05.2025 в 18:12, yatcheh сказал:

Любой брильянт за конечное время превратится в шарик кристаллического углерода за счёт того, что имеется равновесие с жидкой фазой. И пусть это будет триллион лет - мы подождём.

Ну алмаз то вообще термодинамически нестабилен при н.у))
Там 2.6 кДж на моль разница с графитом по свободной энергии. 
Тут я согласен
Алмаз существует чисто по законам кинетики, но не динамики. 
Мы недавно обсуждали это в теме с тем самым фриком научным. 
 

Изменено 25 Мая, 2025 в 16:20 пользователем Loiso Pondohva

[yatcheh]

В 22.05.2025 в 23:39, Almonax сказал:

Что значит всегда? Пар находится в равновесии с жидкость только на линии паро-жидкостного равновесия. Это два параметра - определенные температура и давление к ней. Например, при 298К чтобы вода была в равновесии с паром давление должно составлять 23,8 торр - 3,17 кПа. Если давление выше, то в однокомпонентной системе будет только жидкая вода. Без водяного пара. В однокомпонентной системе.

 

Дэ-э? Звучит логично.

Значит я пургу прогнал. Ну, со мной бывает. Чёт я не подумамши... 

[yatcheh]

В 25.05.2025 в 19:19, Loiso Pondohva сказал:

Ну алмаз то вообще термодинамически нестабилен при н.у))
Там 2.6 кДж на моль разница с графитом по свободной энергии. 
Тут я согласен
Алмаз существует чисто по законам кинетики, но не динамики. 
Мы недавно обсуждали это в теме с тем самым фриком научным. 
 

 

То да. Термодинамически вообще ничего существовать не должно. Термодинамика - это сон Шивы. Абсолютное равновесие всех сил. Кинетика - последняя битва Брахмы, то, что мы наблюдаем, перед тем, как Шива погрузится в сон.

Изменено 25 Мая, 2025 в 17:59 пользователем yatcheh

[goida]

В 25.05.2025 в 00:07, Almonax сказал:

О какой атмосфере вы говорите в однокомпонентной системе? Откуда у вас объем над жидкостью? Еще раз вы путаете ситуации: однокомпонентную систему и двухкомпонентную (жидкость и инертный газ над ней). Во втором случае, безусловно будет какое-то давление паров в газовой фазе, как и какое-то количество растворенного газа. А в первом - нет.

 

Спасибо, добрый человек, вы взяли меня за уши и тыкнули прямиком в то место, которое я не до конца понял. 

 

Но тема изначально была про двухкомпонентные системы двух жидкостей. Второй момент, который был непонятен для меня - почему смесь выкипает именно в интервале температур, если на линии жидкости уже наступает момент закипания. Выше я попробовал дать этому объяснение, которое нам не приводили на лекциях и которое не встречал в учебниках. Вопрос к сообществу: вы согласны с этим объяснением с учетом замечаний пользователя Almonax?

[goida]

В 25.05.2025 в 17:40, Loiso Pondohva сказал:

Так автора вопроса вроде как ВООБЩЕ НЕ интересуют однокомпонентные системы и термодинамика.


 

 

Ну как ВООБЩЕ НЕ интересны... Я все-таки высшее химическое образование получаю:) 

 

Рассуждения Almonax справедливы не только для однокомпонентной системы. Для того же идеального раствора двух жидкостей пар не будет образовываться, если сумма давлений насыщенных паров будет меньше внешнего давления. 

 

В 25.05.2025 в 02:16, Loiso Pondohva сказал:

Кипение же - это не просто испарение. 
Это образование пузырьков пара в объёме жидкости, которые растут и поднимаются вверх.

 

 

Пузырьки, о которых вы говорите, наверное, не совсем то, что имеют в виду учебники. Пузырек - просто как некоторый объем газа, а не видимый при закипании в толще жидкости объект. Пузырьки, о которых вы говорите, видны в реальных условиях при быстром нагревании. С этим связан 3-й момент, мне не совсем ясный. При рассмотрении равновесного процесса нагревания я не уверен, что мы вообще будем упомянутые вами пузырьки наблюдать (т.е. будем ли мы наблюдать бурное испарение, поскольку все будет испаряться с поверхности). Ведь на линии жидкость-пар фазовой диаграммы 1-компонентной системы существует равновесие. Но какая степень превращения вещества в пар? Может быть там имеется очень малый интервал температур/давлений, в котором существуют разные равновесия с разным количеством пара, которое постепенно растет с очень малым ростом температуры (падением давления)?

 

Изменено 25 Мая, 2025 в 19:37 пользователем goida

[Almonax]

В 25.05.2025 в 21:23, goida сказал:

почему смесь выкипает именно в интервале температур

Потому что меняется состав жидкости после образования пара. А поскольку пар обогащен более летучим компонентом (с низкой температурой кипения, первый закон Коновалова), то жидкость с новым составом закипает при более высокой температуре.

В 25.05.2025 в 22:09, goida сказал:

Но какая степень превращения вещества в пар?

Для однокомпонентной системы на линии равновесия - какой угодно. Буквально. На линии парожидкостного равновесия при заданных температуре и давлении бесконечное количество систем с разным соотношением жидкости и пара. Система не определена, нужно еще один интенсивный параметр. А для двухкомпонентных все просто - правило рычага, посмотри в кирпиче например ( учебник Никольского по физической химии)

[stearan]

в истинно-однокомпонентной системе "линия равновесия жидкость - пар" образована из точек, каждая из которых соотвествует либо заданному Р и равновесной к нему Т, или заданной Т и равновесному к ней Р. "степень превращения жидкости в пар" в каждой такой точке может принимать любое значение из интервала <0 - 1>.

столько теория.

на практике, если кто всеръёз занимался ф-х измерениями типа "зависимость давления насыщенного пара чистого вещества от Т", наверно столкнулся с наблюдением, что искомая "точка" растягивается в (в лучшем случае небольшой, но всё-таки) интервал.

и тут надо постараться понять/выяснить причины, которые могут быть весьмъя разнообразные - от "дрейфующих" показаний современной электроники 😞 до термической неустойчивости измеряемого вещества...иногда таким образом проявляется химическое равновесие сосуществующих структур самого вещества... 

Изменено 5 Июня, 2025 в 14:03 пользователем stearan

[yatcheh]

В 05.06.2025 в 17:02, stearan сказал:

в истинно-однокомпонентной системе "линия равновесия жидкость - пар" образована из точек, каждая из которых соотвествует либо заданному Р и равновесной к нему Т, или заданной Т и равновесному к ней Р. "степень превращения жидкости в пар" в каждой такой точке может принимать любое значение из интервала <0 - 1>.

столько теория.

на практике, если кто всеръёз занимался ф-х измерениями типа "зависимость давления насыщенного пара чистого вещества от Т", наверно столкнулся с наблюдением, что искомая "точка" растягивается в (в лучшем случае небольшой, но всё-таки) интервал.

и тут надо постараться понять/выяснить причины, которые могут быть весьмъя разнообразные - от "дрейфующих" показаний современной электроники 😞 до термической неустойчивости измеряемого вещества...иногда таким образом проявляется химическое равновесие сосуществующих структур самого вещества... 

 

А ещё - это пинципиальная неравновесность системы в эксперименте. 

[stearan]

В 05.06.2025 в 17:54, yatcheh сказал:

принципиальная неравновесность системы в эксперименте. 

ограничить влияние этого фактора экспериментаторы пытаются увеличением времени для установления равновесия и созданием условий для минимизации потоков массы и энергии в экспериментальной установке. однако растягивание эксперимента во времени приводит к конфликту с требованием сохранить неизменность вещества и других параметров опыта упомянутым выше.

Изменено 6 Июня, 2025 в 11:28 пользователем stearan