Термодинамические процессы с водяным паром

Термодинамические свойства жидкости и пара. Фазовая диаграмма

Состояние динамического равновесия

.

Термодинамические процессы, в которых не происходит изменения агрегатного состояния рабочего тела или его природы в результате протекания химических реакций, можно назвать простыми процессами, а конечные равновесные состояния, к которым приходит система, — статическим состоянием равновесия.

В системах, где идут процессы плавления, сублимации, испарения, протекают химические реакции и т. п., называемых сложными системами, конечное равновесное состояние оказывается динамическим, подвижным равновесием.

В цилиндре, изолированном от окружающей среды (рис. 2.11), поддерживается постоянная температура, равная температуре кипения (или насыщения) при данном давлении. Видимых изменений в системе не происходит, однако в действительности из жидкости все время вылетают молекулы в паровое пространство и такое же количество молекул возвращается обратно в жидкость. Процесс испарения сопровождается процессом конденсации. Система находится в динамическом равновесии. Для сохранения такого равновесия не должно происходить ни полного испарения, ни полной конденсации. В противном случае система перейдет из сложной в простую, а состояние равновесия окажется статическим.

Систему, химический состав и физические свойства которой во всех ее частях одинаковы, называют гомогенной. Примером гомогенной системы является воздух, представляющий собой смесь ряда газов.

Гетерогенной называется система, состоящая из двух или более различных фаз — гомогенных областей, отделенных друг от друга поверхностью раздела, при переходе через которую скачкообразно меняется химический состав или физические свойства веществ. Примером гетерогенной системы может служить вода с плавающим льдом.