Пружність насичених парів

Пар певної речовини буде насиченим тільки в тому випадку, якщо разом з ним в системі є вільна рідина. Суміш леткої рідини з її насиченою парою представляє моноваріантную систему, стан якої характеризується або тиском, або температурою.

У разі якщо підтримувати задану температуру в двофазної системі, то тиск пара буде строго определ ?? енним. У разі якщо ж підтримувати определ ?? енное тиск пара, то одночасне існування рідини і пара буде можливо тільки при определ ?? енной температурі. Для вс ?? ех летючих рідин залежність тиску насиченої пари від температури в координатах р і t (крива випаровування) має приблизно однакову форму - опуклістю звернена до осі температури (рис. 4).

Малюнок 4 - Крива випаровування

Розглянемо залежність обсягу від тиску для системи, що складається з рідини і пара (наприклад, для пропану) при його ізотермічному стисканні (рис. 5, а).

Малюнок 5 - Залежність тиску від об'єму і температури (а) і крива пружності насичених парів (б):

Температура, К: 1 - 283; 2 - 293; 3 - 303; 4 - 313; 5 - 323

При стисненні від точки М до А існує один ненасичений (перегрітий) пар і крива має форму гіперболи. В цьому випадку твір тиску на питомий об'єм в першому наближенні є постійною величиною. У точці А пар стає насиченим і при подальшому стисненні переходить в рідину (ділянка АВ), тиск же системи не змінюється, так обсяг її зменшується через перехід пара в рідкий стан. У точці В закінчується перехід пара в рідина, і при подальшому стисненні обсяг її зменшується незначно, при різкому зростанні тиску. Горизонтальний ділянку АВ відповідає незмінності тиску в процесі конденсації парової фази в рідку фазу. Величина такого тиску прийнято називати пружністю насичених парів (Q) природного газу при заданій температурі. Слід зауважити, що чим ближче температура до критичної, тим менше даний горизонтальну ділянку.

Зазвичай такі досліди проводять при різних температурах. Чим ближче температура до критичної, тим коротше горизонтальну ділянку, що виражає пружність насипаних парів. Далі будують криву в осях тиск - температура за даними пружності насичених парів і таким чином, отримують криву випаровування або криву пружності парів цієї речовини (рис. 5, б).

Для різних вуглеводнів криві пружності насичених парів наведені на рис. 6.

Малюнок 6 - Криві пружності насичених парів чистих вуглеводнів:

1 - метан; 2 - етан: 3 - пропан; 4 - ізобутан; 5 - бутан; 6 - ізопентан; 7 - пентан; 8 - ізогексан; 9 - гексан; 10 - ізогептан; 11 - гептан; 12 - октан; 13 -нонан 14 - декан

Для чистих вуглеводнів пружність насичених парів Q залежить тільки від температури, т. Е. Q = f (t). При таких умовах пружність насиченої пари дорівнює загальному тиску на поверхні рідини; при даній температурі це тиск не може збільшуватися або зменшуватися.

Загальний тиск для суміші вуглеводнів складається з парціальних тисків нд ?? ех компонентів. В цьому випадку пружність насичених парів будь-якого компонента не залишається постійною при даній температурі, а є функцією також і загального тиску, ᴛ.ᴇ. Q = f (t, p). Так як, в даному випадку є три змінні (тиск, температура і пружність парів), то вводиться так звана константа рівноваги К (коефіцієнт распредел ?? ення), що представляє відношення пружності парів Q до загального тиску Рсм

В результаті можна побудувати графік для определ ?? ення константи рівноваги (а значить, і для пружності парів). Наприклад, при низькому тиску константа рівноваги змінюється майже по прямій лінії, так як пружність парів майже постійна. При високому тиску збільшення пружності парів з підвищенням загального тиску стає значним. Це виражається переходом прямої лінії в криву (див. Рис. 7).

При подальшому зростанні тиску крива наближається до точки інверсії, в якій збільшення пружності рівно підвищенню загального тиску. Далі пружність парів збільшується значніше підвищення тиску, і в цій області константа рівноваги К з підвищенням тиску зростає, що обумовлено підвищенням летючості рідини. Така обставина показує двозначність зміни величини константи рівноваги зі зміною тиску.

Рис.7 - Залежність константи рівноваги н-бутану при 289 К від загального тиску

Читайте також

Пружність (тиск насиченого пара) вуглеводнів характеризує той тиск, при якому газ починає конденсуватися і переходити в рідкий состояніе.У індивідуальних вуглеводнів в чистому вигляді пружність парів (Qi) є функція тільки температури: Qi =. [Читати далі].