8.10. Уравнения равновесных процессов в однокомпонентных двухфазных объёмных системах, имеющих только одну тройную точку

Как известно [21], однокомпонентная термодинамическая объёмная система может находиться в трёх фазах: газообразной, жидкой и твёрдой. Следовательно, она может находиться в трёх двухфазных равновесных состояниях: жидкость – насыщенный пар данной жидкости, жидкость – твёрдое кристаллическое тело, кристаллическое твёрдое тело – газообразное состояние вещества. Введём обозначения для фаз: газообразной фазе припишем индекс , жидкой – индекс , твёрдой (кристаллической) фазе – индекс . Тогда на фазовой диаграмме состояний [21] получим три кривые фазового равновесия, выходящие из тройной точки , в которой сосуществуют, т.е. находятся в равновесном состоянии одновременно три фазы (газообразная, жидкая и твёрдая). Кривая в наших обозначениях представляет кривую испарения жидкости, кривая - кривую плавления кристаллического тела, а кривая - кривую возгонки (сублимации) кристаллического тела. Так как каждая из этих двухфазных равновесных систем представляет собой открытую объёмную систему, то согласно (1.12) можно записать уравнения равновесных процессов, происходящих в этих однокомпонентных двухфазных равновесных системах

(8.31) Интегрируя уравнения в (8.31), получим уравнения равновесных процессов, происходящих в этих однокомпонентных двухфазных равновесных объёмных системах, в явном виде

(8.32)

(8.33)

(8.34)

Для каждой из этих кривых равновесия двух объёмных фаз существует своя область существования. Так для кривой испарения эта область заключена в интервале температур , где - критическая температура. Для кривой плавления эта область заключена интервале температур . Для кривой сублимации область существования этого процесса лежит в температурном интервале . Здесь, очевидно, предполагается, что кристаллическое тело в этих интервалах температур и не имеет других модификаций. При существовании у кристалла полиморфных модификаций фазовая диаграмма может сильно усложниться: появляются дополнительные тройные точки, число которых равно числу полиморфных превращений кристалла [21].

8.11. Нахождение термодинамических характеристик однокомпонентной двухфазной равновесной объёмной систем из экспериментальных данных

Нахождение термодинамических характеристик однокомпонентной равновесной объёмной системы с использованием построения определённых теоретических моделей этих фаз представляет собой трудноразрешимую задачу. Гораздо проще решить эту проблему, исходя из экспериментальных данных по кривой равновесия однокомпонентной двухфазной объёмной системы . Можно, например, аппроксимировать эту кривую с помощью каких либо простых функций от абсолютной температуры . Пусть функция аппроксимирует экспериментальную кривую равновесия двух фаз (так, что на всём интервале температур существования двухфазной равновесной системы). Тогда, очевидно, согласно (5.17), (6.53), (8.29), (8.30) имеем

(8.35)

(8.36) Из уравнений (8.35) и (8.36) видно, что для нахождения термодинамических характеристик однокомпонентной равновесной двухфазной объёмной системы необходимо кроме знать ещё первую и вторую производные от этой функции ,