2017 chương 8 cân bằng pha

10/30/2017 Cân pha hệ thành phần Trạng thái tồn chất theo nhiệt độ áp suất Hiện tượng chuyển pha qui luật chi phối pha nước Các trình chuyển pha thường gặp 10/30/2017 Pha: Tập hợp phần đồng thể hệ có tính chất hóa lí điểm thể tích Hệ đồng thể dị thể: - Hệ đồng hệ gồm pha - Hệ dị thể có từ pha trở lên Cân pha: Trạng thái pha nằm cân với Điều kiện cân pha Cân nhiệt: Nhiệt độ pha Cân cơ: Áp suất pha Cân hóa: Hóa cấu tử pha 10/30/2017 Giản đồ pha (phase diagram) Mô tả trạng thái pha hàm biến số trạng thái (T,p) Qui tắc pha Gibbs C =k-+2 • C: bậc tự (số biến cần mô tả hệ) • k: số cấu tử • : số pha • 2: biến T p Josiah Willard Gibbs (1893 – 1903) 10/30/2017 Giản đồ pha nước O D A Gản đồ pha nước f(T,p) áp suất cao 10/30/2017 Áp dụng: tính bậc tự nước lỏng cho biết ý nghĩa ? C=1–1+2=2 Để xác định trạng thái nước lỏng cần biết biến Tp Áp dụng: tính bậc tự q trình sơi nước C=1–2+2=1 Để xác định q trình sơi cần biến số, T = f(p) 10/30/2017 Áp dụng: tính bậc tự điểm ba C=1–3+2=0 Không phép thay đổi thông số mà cân pha trì Vì nước trước nước sơi xuất tiếng “réo” mưa ? 10/30/2017 Có thể dùng nước để kiểm tra độ nóng chảo ? Nhiệt độ tan chảy nước trượt băng 10/30/2017 Nguyên tắc hoạt động nồi áp suất ? Vì khay kim loại ngăn đá dính chặt vào tay chạm vào ? Hiện tượng chậm đông nước 10/30/2017 Áp suất bão hòa Là áp suất cân nhiệt độ Phương trình xác định áp suất bão hòa H2O(lỏng)  H2O(hơi) H = 41,4 kJ lnp   ΔH hoa hoi  B R T p: atm, B = 13,35 (H2O) 10/30/2017 Áp dụng: Biết nước có nhiệt hóa 41,4 kJ/mol tính áp suất bão hòa nước tại: a 200C b 600C c 900C d 1000C Áp dụng: Ngày 18/12/2016 nhiệt độ thành phố Đà Nẵng 230C độ ẩm 79% Biết nhiệt hóa nước 41,4 kJ/mol Áp suất nước khơng khí ngày hơm ? Tính lượng nước có phòng 200 m3 Áp dụng: Áp suất nước khơng khí đo 0,02 atm nhiệt độ 230C Tính độ ẩm khơng khí? 10 10/30/2017 Áp dụng: Ngày 27/10/2017 nhiệt độ thành phố Đà Nẵng 380C độ ẩm 89% Biết nhiệt hóa nước 41,4 kJ/mol Áp suất nước khơng khí ngày hơm ? Tính lượng nước (qui khối lượng) có phòng hình hộp có chiều dài 20 m, chiều rộng 12 m chiều cao 4,5 m (47,5 kg) Áp dụng: Tính nhiệt độ sơi chuẩn nước, biết nhiệt hóa nước 41,4 kJ/mol Áp dụng: Nhiệt độ sơi chuẩn ΔH hóa cồn tuyệt đối (C2H5OH) 78,40C 38,56 kJ/mol Tính nhiệt độ sơi cồn tuyệt đối áp suất ngồi 0,8 atm? Sơi bay Bay hơi: hình thành bề mặt lỏng Sơi: hình thành bề mặt lòng chất lỏng Điều kiện để chất lỏng sôi: p(hơi) = p(bên ngồi hệ) Pngồi Phơi 250C 1000C Nhiệt độ sơi chuẩn: nhiệt độ sôi chất lỏng p = 1atm 11 10/30/2017 Áp dụng: Nước có nhiệt hóa 41,4 kJ/mol Tính áp suất bên ngồi để nước sơi 100C Áp dụng: Tính nhiệt độ sơi nước đỉnh Phan Xi Păng có độ cao 3140m Biết lên cao 10m áp suất khí giảm 1mmHg, áp suất khí mực nước biển 760mmHg nhiệt hóa nước lỏng 41440J/mol (ĐS 85,70C) 12 10/30/2017 Áp dụng: Nồi hấp tiệt trùng sử dụng rộng rãi bệnh viện để khử trùng dụng cụ y tế Sự gia tăng áp suất nồi hấp so với áp suất khí làm nước sơi nhiệt độ cao so với thông thường, giết chết vi sinh vật Tính nhiệt độ nước áp suất nồi hấp atm, biết nhiệt hóa nước 41,4 kJ/mol Áp dụng: Nhiệt độ sơi chuẩn ΔH hóa cồn tuyệt đối (C2H5OH) 78,40C 38,56 kJ/mol Tính nhiệt độ sơi cồn tuyệt đối áp suất ngồi 0,8 atm? Giản đồ pha CO2 Vì CO2 rắn gọi nước đá khô ? 13 10/30/2017 Nước đá khơ sử dụng làm chất tạo khói 28 14 10/30/2017 Ứng dụng CO2 siêu tới hạn Giản đồ pha Iod Hãy giải thích tượng thăng hoa iod, biết điều kiện thường áp suất iod khoảng 40 Pa 15 10/30/2017 Giản đồ pha Cacbon Trong điều kiện than chì biến thành kim cương ? Ở điều kiện thường kim cương hay than chì bền ? Biến than chì thành kim cương C(gra) → C(diamon) 30000C, 80.000 atm 16 10/30/2017 Tổng hợp kim cương nhân tạo Giản đồ pha oxi Có thể hóa lỏng oxi cách nén khí nhiệt độ thường khơng ? 17 10/30/2017 Nhiên liệu gas 16 Vapor pressure 14 Propane (LPG): Tboil = -400C Propane 12 Isobutane 10 Butane Atm Isobutane: Tboil = -120C Butane: Tboil = -0,50C -80 -60 -40 -20 20 40 0C 18 10/30/2017 Nguy cháy nổ Butane, atm Propane, 11 atm AD: Bình gas LPG (liquid propane gas) chứa propane dạng lỏng Tính áp lực propane bình 250C 900C, biết nhiệt hóa propane ∆Hvapor = 15,7 kJ/mol nhiệt độ sôi chuẩn Tboil = -420C Nhận xét kết thu 19 10/30/2017 AD: Bình gas mini hay bật lửa chứa butane dạng lỏng Tính áp lực butane bình 250C 900C, biết nhiệt hóa butane ∆Hvapor = 22,4 kJ/mol nhiệt độ sôi chuẩn Tboil = -0,50C Nhận xét kết thu AD: Bình gas sử dụng gia đình chứa propane dạng lỏng Áp lực tối đa bình bình chịu 20 atm Bình bị đun nóng 1200C, bị nổ khơng? Biết nhiệt hóa propane ∆Hvapor = 15,7 kJ/mol; nhiệt độ sôi chuẩn propane t = -420C 20 ... kiện cân pha Cân nhiệt: Nhiệt độ pha Cân cơ: Áp suất pha Cân hóa: Hóa cấu tử pha 10/30 /2017 Giản đồ pha (phase diagram) Mô tả trạng thái pha hàm biến số trạng thái (T,p) Qui tắc pha Gibbs C =k-+2...10/30 /2017 Pha: Tập hợp phần đồng thể hệ có tính chất hóa lí điểm thể tích Hệ đồng thể dị thể: - Hệ đồng hệ gồm pha - Hệ dị thể có từ pha trở lên Cân pha: Trạng thái pha nằm cân với Điều kiện cân pha. .. (C2H5OH) 78, 40C 38, 56 kJ/mol Tính nhiệt độ sơi cồn tuyệt đối áp suất 0 ,8 atm? Giản đồ pha CO2 Vì CO2 rắn gọi nước đá khô ? 13 10/30 /2017 Nước đá khô sử dụng làm chất tạo khói 28 14 10/30 /2017 Ứng