مواد نقية و تغييرات الاطوار [الديناميكا الحرارية :ملخص الدرس]

مواد نقية و تغييرات الاطوار

توازن بخارـسائل لمادة نقية

توازن بخارـسائل لمادة نقية لا يحدث الا مع ضغط التشبع المقابل لدرجة الحرارة المطلوبة.

مثال : مخطط اطوار الماء (المحاور ليست على نطاق!)

مخطط اطوار الماء

ويمكن حساب ضغط التشبع (سائلـبخار) لكل مادة نقية بعلاقة أنتوان :

\[\ln P^{(s)}(T) = A -\frac{B}{T+C}\]

مع \(A\), \(B\) et \(C\) معايير محددة للمادة نقية.

الغاز المثالي

في غاز تحت ضغط منخفض أو درجة حرارة عالية، سلوك مادة نقية يقترب غاز مثالي، والذي تصفها معادلة الحالة :

\[PV = N RT\]

الطاقة الداخلية والمحتوى الحراري للغاز المثالي مرتبط الا بدرجة الحرارة.

الحالة النموذجية

لكل مادة نقية، يتم تعريف الحالة النموذجية (عادة حالة غاز مثالي له ضغط \(P^{(std)}=1\) ار ،في درجة الحرارة المعتبرة). فمن الممكن تحديد الخصائص النموذجية (المحتوى الحراري، و طاقة جيبس) لأي مادة نقية وفقا لدرجة الحرارة.

عبورة

عبورة مادة نقية \(i\) هي \(f_i\) متجانسة للضغط، كما :

\[\mu_i (T,P) = \mu_i^{(std)}(T) + RT \ln\frac{f_i(T,P)}{f_i^{(std)}}\]

لما تكون الحالة النموذجية هي حالة غاز مثالي نقي، \(f_i^{(std)}= P^{(std)} = 1\) بار ;
عبورة بخار نقي هو مساو تقريبا للضغط : \(f_i^{(V, pur)}(T,P) \approx P\) (افتراض الغاز المثالي) ;
عبورة سائل نقي هو مساو تقريبا لضغط التشبع : \(f_i^{(L, pur)}(T,P) \approx P_i^{(s)} (T)\).

مخططات مواد نقية

الخصائص الديناميكا الحرارية للمواد نقية يمكن ان تكون ملخصة في مخططات المواد نقية. الأكثر استخداما هي :

مخطط محتوى حراري (فاصلة) ـ ضغط (ترتيب و سلّم لوغاريتمي) التي يتم رسم منحنيات ايزوـدرجة حرارة و منحنيات ايزوـإنتروبيا ;
مخطط إنتروبيا (فاصلة) ـ درجة الحرارة (ترتيب) التي يتم رسم منحنيات ايزوـمحتوى حراري و منحنيات ايزوـضغط ;
مخطط إنتروبيا (فاصلة) ـ محتوى حراري (ترتيب) التي يتم رسم منحنيات ايزوـضغط و منحنيات ايزوـدرجة حرارة.