Термодинамические свойства бинарных газовых растворов вблизи критической точки растворителя
Диссертация
Для адекватного описания равновесных термодинамических свойств однокомпонентных жидкостей и бинарных растворов предложены уравнения состояния, описывающие не только асимптотическое поведение систем вблизи критической точки парообразования, но и учитывающие как асимметрию реальных жидкостей, так и ее неасимптотическое поведение. Уравнения основаны на фундаментальных принципах современной теории… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Обзор современного состояния теории критических явлений
- 1. 1. Классическая теория критической точки
- 1. 2. Основные положения современной теории критических явлений (скейлинга)
- 1. 3. Изоморфизм критических явлений
- Глава 2. Масштабные уравнения состояния с учетом неасимнтотических членов и асимметрии реальной жидкости
- 2. 1. Уравнение состояния однокомпонентной жидкости
- 2. 2. Калорическое уравнение состояния
- 2. 3. Метастабильная область в масштабной теории критических явлений
- 2. 4. Уравнение состояния бинарного раствора
- Глава 3. Методика исследований и описание экспериментальных установок
- 3. 1. Изучение Р, Р, Т, N зависимостей бинарных растворов двуокись углерода-инертный газ
- 3. 1. 1. Конструкция пьезометра
- 3. 1. 2. Измерение температуры и давления
- 3. 1. 3. Заполнение пьезометра
- 3. 1. 4. Оценка возможных экспериментальных погрешностей и результаты эксперимента
- 3. 2. Изучение Р, р, Т зависимостей гелия-4 вблизи критической точки парообразования
- 3. 2. 1. Экспериментальная установка
- 3. 2. 2. Методика проведения эксперимента
- 3. 2. 3. Результаты эксперимента
- 3. 1. Изучение Р, Р, Т, N зависимостей бинарных растворов двуокись углерода-инертный газ
- 5. 1. Взаимная диффузия в бинарных газовых растворах
- 5. 2. Связь кинетических и равновесных термодинамических свойств бинарных газовых растворов
- 5. 3. Эксперименты по взаимной диффузии вблизи критических точек парообразования бинарных газовых растворов
- 5. 4. Особенности поведения взаимной диффузии вблизи критических точек парообразования бинарных газовых растворов
Список литературы
- Паташинский А.З., Покровский В. Д. Флуктуттонная теория фазовых переходов. М.: Наука, 1982. — 382 с.
- Паташинский А.З., Покровский В. Л. О поведении угюрядочиваю-гцихся систем вблизи точки фазового перехода. // ЖЭТФ. -- 1966. -Т. 50, вып. 2.-С. 439−447.
- Ka.dan.off I,. Р, Scaling laws for Ising models near Tc 11 Physics. 1966.- V. 2, N 6. C. 263−272.
- Вильсон К., Когут Дж. Ренормализационная группа и е-разложение- Москва: Мир, 1975. 255 с.
- Ма Ш. Современная теория критических явлений. Москва: Мир, 1980. -298 с.
- Берестов А.Т. Уравнение состояния в критической области с учетом. неасимптотических членов. // ЖЭТФ. 1977. — Т. 72, № 1. -С. 348−353.
- Покровский В.Л. О возможности экспериментальной проверки гипотезы конформной инвариантности. ?1 Письма в ЖЭТФ. 1973. -Т. 17, вып. 4.-С. 219−221.
- Van der Waals J.D. Ph. D. Thesis, University of Leiden, 1873.
- Kac M. in «Statistical Physics, Phase Transitions and Superfluidity», eds. Chretien M., Gross E.P., Deser S., Vol. 1, Gordon and Breach, New York.-1968.-P. 241.
- Ю.Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика. / 3-е изд., пе-рераб. и доп. М: Наука, 1976. — 584 с.ll.Ornstein L.S., Zernike FЛ Proc. Sect Sci. Kmed. Akad. Wet. 1914. -V. 17. -P. 793.
- Гинзбург В.Л. Несколько замечаний о фазовых переходах второго рода в микроскопической теории сегнетоэлектриков. Н ЖЭТФ. -1960. Т. 2. — С. 2031−2043.
- Widom В. Equation of state in the neighbourhood of the critical point. U J. Chem. Phys. 1965. — V. 43, N 11. — P. 3898−3905.
- Griffiths R.B. Thermodynamic functions for fluids and ferromagnets near the critical point. /7 Phys. Rev. -1967. V. 158, N 1 — P. 176−189.
- Авдеева Г. М., Мигдал А. А. Уравнение состояния в ('4-е)-мерной модели Изинга. И Письма в ЖЭТФ. 1972. — Т. 16, № 4. — - Р. 253 255.
- Brezin Е., Wallace D.J., Wilson K.G. Feimnan-graph expansion for the equation of state near the critical point. // Phys. Rev. 1973. — V. B7. -P. 232−239.
- Vicentini-Missoni M., Levelt-Sengers J.M.H., Green M.S. Scaling analysis of thermodynamic properties in the critical region of fluids. // J. Res. NBS. 1969. — V. 73 A N 6. — P. 563−572.
- Vicentini-Missoni M., Levelt-Sengers J.M.H., Green M.S. Thermodynamic anomalies ofC02, Xe and He4 in the critical region. //'Phys. Rev. Lett. 1969. — V. 22, N 9. — P. 389−393.
- Barmatz M., Ilohenberg P.C., Kornblit A. Scaling equation of state analysis of the specific heat in the fluids and magnets near criticalj. t/ i/ Оpoint. /7 Phys. Rev. 1975. — V. 12B, N5. — P. 1947−1968.
- Goodwin R.D. The equation of state for thermodynamic properties of liquids. // J. Res. NBS. 1974. — V. 79 A. — P. 84−91.
- M. Фишер. Теория сингулярпостей в критической точке. // Устойчивость и фазовые переходы. ~ М., 1973. С. 245−369.
- Joseplison B.D. Equation of state near a critical point. Н I. of Physics. -1969. V. C2, N 7. — P. 1113−1115.
- Schofield P. Parametric representation of the equation of state near a critical point. // Phys. Rev. Lett. 1969. — V. 22, N 12. — P. 606−608.
- Scofield P., Litster G.D., Ho G.T. Correlation between critical coefficients and critical exponents. // Phys. Rev. Lett. 1969. — V. 23, N 19.-P. 1098−1102.
- Мигдал А.А. Уравнение состояния вблизи критической точки. // ЖЭТФ. 1972.- V. 62, вып.4. — с. 1559−1573.
- Берестов А.Т. Исследование уравнения состояния в широкой окрестности критической точки: Дисс.канд. физ. мат.-наук: 01.04.14. М&bdquo- 1981.
- Анисимов М.А., Берестов А. Т., Векслер Л. С., Ковальчук Б. А. Масштабная гипотеза и уравнение состояния аргона в широкой окрестности критической точки. //ЖЭТФ. 1974. — V. 66, вып. 2. — С. 744−757 (1974).
- Fisher М. Renormalization of critical exponents by hidden variables. /7 Phys. Rev. 1968. — V. 176, N 1. — P. 257−272.
- Анисимов M.A., Воронель A.B., Городецкий E.E. Изоморфизм критических явлений. // ЖЭТФ. 1971. — V. 60, № 3. — С. 11 171 130.32,Syozi J. Statistical model for dilute ferromagnetism. // Progr. Theor.
- Phys. 1965. — V. 34, N 1. — P. 189−192.
- Saam W.E. Thermodynamics of binary systems newr the liqiad-gas critical point. U Phys. Rev. 1970. — V. A2, N 4. — P. 1461−1466.
- Griffiths R.B., VVeeler J.C. Critical poinys in mult? component system. // Phys. Rev. 1970. — У. A2, N 3. — P. 1047−1064.
- Паташинский А.З., Покровский В. Л., Хохлачев С. Б. Об изоморфизме критических явлений. Н ЖЭТФ. 1972. — Т. 63, № 4. — С. 1521−1523.
- Городецкий Е.Е., Микулинский М. А. Фазовый переход в двухкомпонеютых системах. // ЖЭТФ. 1974. — Т. 66, № 3. — С. 986−995.
- Анисимов М.А. Критические явления в жидкостях и жидких кри-.сталлах. М: Наука, 1987. -272 с.
- Анисимов М.А. Исследования критических явлений в жидкостях. И УФН. 1974. — Т. 114, № 2. — С. 249−284.
- Сартаков А.Г., Мартынец В. Г. Уравнение состояния жидкости в широкой окрестности критической точки. // Известия Сибирского отделения Академии Наук СССР. 1982. — № 7. — Сер. хим. наук. -Вып.З.-С. 14−19.
- Безверхий ПЛ., Мартынец В. Г., Матизен Э. В., Кукарнн В. Ф. Масштабное уравнение реальной жидкости. // ТВТ. 1988. — Т. 26, № 4.-С. 700−706.
- С.Б. Киселев. Исследование изоморфного уравнения состояниячистых компонентов и бгтшных смесей в от>естност*А пинт*1. JL Лкритических точек жидкость-газ: Дисс. канд. физ.-мат. наук: 01.04.14.-М&bdquo- 1981.-131 с.
- Ley-Koo М., Green M.S. Consequences of the renormahzation group for thermodynamics of fluids near the critical point. // Pliys. Rev. A. -1981. V. 23, N 5. — P. 2650−2659.
- Киселев С.Б. А симметричное масштабное уравнение и поведение реальной жидкости в критической области, включая метаста-билъное состояние. // ТВТ. 1986. — Т. 24, № 3. — С. 500−509.
- Nicol F. The universality class of asymmetric (fluid) critical points. // Phys. Rev. Lett. A. 1980. — V. 76, N 2. — P. 112−114.
- Balfour F.W., Sengers J.V., Moldover M.R., Levelt-Sengers J.M.H. Universality, revisions of and corrections to scaling m fluids. /7 Phys.1.tt. 1978. — V. 65 A, N 3. — P. 223−225.
- Wegner F.J. Correction to scaling laws. // Phys. Rev. B. -- 1972.- V. 5, N 11.-P. 983−985.
- Лнисимов M.A., Киселев С. Б., Костюкова И. Г. Универсальное описание изохорпой теплоемкости бинарных растворов в окрестности лиши критических точек равновесия жидкость-газ. Н ТВТ. -1986. Т. 24, № 5. — С. 875−883.
- Мартынец В.Г., Матизен З. В., Сартаков А. Г. Калорическое уравнение состояния жидкости в широкой- окрестности критической точки. // ФНТ. -1984. Т. 10, № 5. — С. 503−809.
- Dhal D., Moldover M.R. //Phys. Rev. Lett. 1971.- V. 27.-P. 1421.
- Филиппов Л.П. Новые методы расчета тегиюфизических свойств жидкостей и газов в области пониженной термодинамической устойчивости. /У Известия высших учебных заведений. Энергетика. 1984. Т. 3. — С. 51−56.
- Скрипов В.П. Метастабильная жидкость. М.: Наука, 1978. -312 с.
- Ван-дер-Ваальс И.Д., Констамм Ф. Курс термостатики. Ч. П. -М.: ОНТИ, 1936.-439 с.
- Leung S.S., Griffiths R.B. Thermodynamics properties near the liquid-vapor critical line in mixture of3He and4He. // Phys. Rev. A. 1973. -V. 6, N 5. — P. 2670−2683.
- D’Arrigo G., Mistura L., Tartaglia P. Leung-Griffiths equation of state for for the system CO3-CJH4 near the liquid-vapor critical line. /./ Phys. Rev. A. 1975.-- ?. 12, N 6. — P. 2587−2593.
- Doiron Т., Behriner P., Meyer H. Equation of state of a 3He-He mixture near Us liquid-vapor critical point. ?1 J. Low Temp. Phys. 1976. -V. 24. N ¾. — P. 345−363.
- PittmanC. Doiron Т., МеуетН. Equation of state and critical indexes of a «He and a «He-1 He mixture near its liquid-vapor critical point. // Phys. Rev. 1979.- V. B20, N 9. — P. 3678−3689.
- Городецкий Е.Е., Куликов В. Д., Федюнина Л. В., Анисимов М. А. Изоморфное описание двухфазной области околокригпическмх бинарных растворов. /УЖЭТФ. 1997.-Т. 111, вып. I. — С. 120−126.
- Кричевсзсий И .Р. Понятия и основы термодинамики. — М: Химия, 1970. -440 с.
- Мартынец В.Г. Экспериментальное изучение P-V-T-N зависимостей и их связь с диффузией в критической области. Дис.канд. физ.-мат.наук. Новосибирск, 1974. — 98 с.
- Вялков А.И., Кукарин В. Ф., Мартынец В. Г., Матизен Э. В. Использование промышленных датчиков давления типа «Ссмфир» для высокоточных автоштшзированных измерений. // II Всесоюзн. Совет .по автоматизации тешюфизич. экспериментов: Тез. докл. -Москва, 1983.
- Кукарин В.Ф., Кускова Н. В., Лурье Г. И., Мартынец В. Г. и др. Применение тензопреобразователей на основе структур КИС для теплофизических экспериментов. И Измерительная техника. -1985. — № 12. С. 34−35.
- Вукалович М.П., Алтунин В. В. Теплофизические свойства двуокиси углерода. М.: Атомиздат, 1965. -455 с.
- Кускова Н.В., Мартынец В. Г., Матизен Э. В. Фазовые равновесия в системе C02-Ne вблизи критической точки парообразования двуокиси углерода. П Журнал физической химии. 1982. Т. LVL № 1. -С. 45−49.
- Кускова Н.В., Мартынец В. Г., Матизен Э. В., Сартаков А. Г. Р-р-Т-с данные бинарных растворов C02~Ne вблизи критической точки парообразования С02. II Журнал физической химии. 1983 — Т. LViI,№ 12.-С. 2971−2976.
- Kuskova N.V., Kukarin V.F., Martynets V.G., Matizen E.V. Study of the phase equilibrium of {(l-x)C02+xKrj for x<0.032 near the critical point of CO2. II J. Chem. Thermodynamics. 1991. — V. 23, N 11. — P. 523−530.
- Martynets V.G., Kuskova N.V., Matizen E.V., Kukarin V.F. (Gas-v Liquid) Critical Line of (Xenon+Carbon Dioxide). II J. Chem. Thermodynamics. 1999. — V. 31. — P. 1−5.
- Горюнов Ы.И., Кузнецов А. Ф., Экслер А. А. Схемы па туннельных диодах. М: Энергия, 1965. — 79 с.
- Генераторы гармоничных колебаний на туннельных диодах. / Под ред. B.C. Андреева. М.: Энергия, 1972. — 215 с.
- Акатов B.C., Кукарин В. Ф. Ртутный манометр с фиксированием уровня в одном из колен. // ПТЭ. 1978. — № 5. — С. 246−247.
- Kierstead НА. PVT surface of 4Не near Us critical point. // Phys. Rev. A. 1973. — V. 7, N 1. — P. 242−251.
- Roach P.R. Pressure-density-temperature surface of4He near Us critical point, // Phys. Rev. 1968. — V. 170, N 1, — P. 213−223.
- Kicrstcad H.A. Pressure on the critical isochore of4Ие. // Phys. Rev. А 1971. — V. 3, N 1. — P. 329−339.
- Кукарин В.Ф., Мартынец В. Г., Матизеи Э. В., Сартаков А. Г. Экспериментальное изучение Р-р-Т зависимостей 4Не вблизи критической точки парообразования. // ФНТ. 1980. — Т. 6, К» 5. — С. 549 559.
- Кукарин В.Ф., Мартынец В. Г., Матизен Э. В., Сартаков А. Г. Аппроксимация Р-р-Т данных вблизи критической точки Не4 новым уравнением состояния. // ФНТ. 1981.-Т. 7, № 12. — С. 1501−1508.
- Golner G.R., Riedel E.R. Seating-field approach to the isotropic N-vector model in three dimensions. // Phys. Lett. A. -1976. V. 58, N 1. -P. 11−14.
- Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами.1. М.: Мир, 1973. 957 с.
- El Hadi Z.E.H.A., Durieux M. The density of the saturated vapour of 4He. /7 Physica. 1969. — V. 41, N 2. — P. 305−319.
- Edwards MIL The coexistence curve of He4. // Proc. Eleventh Intern. Conf. of Low Temp. Phys., St. Andrews (Scotland): Ed. Univ. St. Andrews. 1969. P. 231−233.
- Moidover M.R. Scaling of the specific-heat singularity of He4 near itscriiicalpomt // Phys, Rev. 1969.- V. 182, No. 1. — P. 342−352.
- Розен A.M. О термодинамических свойствах разбавленных растворов в окрестности критической точки, растворителя. // ЖЭТФ. 1969. — Т. 56. — С. 914−928.
- Hocken R., Moldover M.R. Using critical exponents in real fluid an experiment. // Phys. Rev. Lett. 1976. — V. 37, N 1. — P. 29−32.
- Анисимов M.A., Берестов A.T., Воронов В. П. и др. Критические показатели жидкостей. И ЖЭТФ. 1979. — Т. 76. — С. 1661−1669.
- Мартьшец В.Г., Матизен Э. В. Определение параметров уравнения состояния Мигдала. // ЖЭТФ. 1974. — Т. 67, вып. 8.С. 607−614.
- Ферцигер Д., Капер Г. Математическая теория процессов переноса в газах. М.: Мир, 1976. — 554 с.
- Гиршфельдер Д., Керше Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. М.: ИЛ, 1961. — 929 с.
- Гурвич B.C., Матизен Э. В. Опыты по диффузии вблизи критической точки парообразования растворителя. // ЖЭТФ. 1971. — Т. 60.-1379−1386.
- Безверхий ПЛ., Голота М. Я., Гурвич B.C., Матизен Э. В. Релаксация неоднородностей концентрации в неидеальных растворах. // ИФЖ. 1988. — Т. 54, № 1. — С. 55−65.
- Гурвич B.C., Лукин Л. П., Матизен Э. В. Диффузия вблизи критической точки при больших перепадах концентрации, // ЖЭТФ. -1977. Т. 73. вып. 2(8). — С. 671−680.
- Гурвич B.C., Матизен Э. В. Измерение абсолютных зпаче ним коэффициента диффузии в плотных газах. // Изв. СО АН СССР. -1968. № 14. — Сер. хим. наук. — Вып. 6. С. 8−15.
- Голота М.Я., Гурвич B.C., Матизен Э. В. Связь между замедлениемдиффузии и особенностями P-V-T-N поверхности раствора Аг в СО2 вблизи критической точки. // Изв. СО АН СССР. 1985. — № 8.- Сер. хим. наук. Вып. 3. — С. 3−7.
- Безверхий П.П., Матизен Э. В. Взаимная диффузия гелия и дейтерия при низких температурах. /У Изв. СО АН СССР. 1977. — № 8.- Сер. хим. наук. Вып. 2. — С. 21−28.
- Безверхий П.П., Матизен Э. В. Диффузия Не4 в D2 вблизи линии фазового расслоения смеси. // ФНТ. 1979. — Т. 5. — С. 936−939 .
- Безверхий ПЛ., Мартынец В. Г., Матизен Э. В. Феноменологическое описание процессов диффузии в неидеалъных газах. И ИФЖ. -1979. Т. 37, вып. 2(8). — С. 299−306.
- Ефремова Р.И., Матизен Э. В. Релаксация плотности при быстром переводе 4Не из двухфазного в однофазное состояние вблизикритической точки парообразования. // Письма в ЖЭТФ. 1982. -Т. 3.5, вып.6. — С. 225−227.
- Efremova R.I., Matizen E.V. Mutual diffusion in 3He~He solutions near the critical vaporization line. IIJETP Lett. 1985. — V. 41, N 10. -P. 510−513.
- Ефремова P.И., Матизен Э. В. Эксперименты по взаимной диф~ .фузии.Ж поведению ширины линии Рэлея вблизи критической линиипарообразования растворов 3Не- Не. Я ЖЭТФ. 1986. — Т. 91, вып. 1(7). — С. 149−155.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. Механика сплошных сред. М.: Гос-техтеориздат, 1953. — 788 с.
- Де Гроот С., Мазур Г1. Неравновесная термодинамика. М.: Мир, 1964.-456 с.
- Леонтович М.А. О диффузии в растворе вблизи критической точки парообразования. //ЖЭТФ. 1965. — Т. 49, вып. 5. — С. 1624. 630.
- Кричевский И.Р. Фазовые равновесия в растворах при высокихдавлениях. М.: ГХИ, 1952.
- Anisimov М.А., Gorodetskii Е.Е., V. Kulikov D., Sengers J.V. Crossover between vapor-liquid and consolute critical phenomena. // Phys. Rev. E. 1995. — V. 51, N 2. — P. 1199.
- Buckingham MJ. and Fairbank W.M. // Prog. Low Temp. Phys. (Amsterdam). 1961. — V. 3. — P. 80.
- Багацкий М.И., Воронель A.B., Гусак В. Г. // ЖЭТФ. 1963. — Т. 43. — С. 728.
- Чашкин</span> Ю.Р., Попов В. А., Симкин В. Г., Воронель А. В. //
- ЖЭТФ. 1963. — Т. 45.-С. 828.
- Красный Ю.Н., Шиманский Ю. И. Термодинамическая теория гравитационного эффекта в бинарных смесях. /У Укр. физ. журн. -1969. Т. 14, № 2. — С. 257−261.
- Артюховская A.M., Шиманская Е. Т., Шиманский Ю. И. Кривая сосуществования гептана вблизи критической точки. Н ЖЭТФ. -1972. Т. 639 № 6(12). — С. 2157−2164.
- Бальцевич Я.А., Мартьмец В.Г, Матизен Э. В. Броуновское движение вблизи критической точки двухфазного равновесия жидкость-жидкость, I. // ЖЭТФ. 1966. — Т. 51, вып. 10. — С. 983−988.
- Мартынец В.Г., Матизен Э. В. Броуновское движение вблизи критической точки двухфазного равновесия жидкость-жидкость, 11. // ЖЭТФ. 1970. — Т. 58, — С. 430−433.
- Бальцевич Я.А., Мартынец В. Г., Матизен Э. В. Термостатиоо-ванная кювета для микроскопических наблюдений. И Оптико-механическая промышленность. 1970. — № 10. — С. 51−53.
- Матизен Э.В. Диффузия и равновесные термодинамические свойства вблизи критических точек: Дисс. д-ра физ.-мат. наук: 01.04.14. Новосибирск, 1979. — 320 с.
- Кускова И.В., Матизен Э. В. Зависимость вязкости двойных жидких растворов от температуры вблизи критической точки смешения. //ЖЭТФ. 1973. — Т. 63. — С. 984−988.
- Cohen L.H., Dingus M.L., Meyer IT. Transport Properties of Helium the Liquid-Vapor Critical Point. II. Thermal Conductivity of a 3He-He Mixture. П J. Low Temp. Phys. 1982. — V. 49. — P. 545.
- Cohen L.H., Dingus M.L., Meyer H. Thermal diffusion measurements near the liquid-vapor critical point. /7 Phys.Rev.Lett. 1983. -50. — P. 1058.
- Sakonidou E.P., van den Berg H.R., ten Seldam S.A., Sengers J.V. Finite thermal conductivity at the vapor-liquid critical line of binary liquid mixture. // Phys. Rev. E. 1997. — V. 56, N 5. — P. R4943-R4946.
- Miura Y., Meyer EL Ikushima A. The Decay Rate of Critical Fluctuations in 3Fie-4He Mixtures near the Gas-Liquid Critical Point. I I J. Low Temp. Phys. 1984. — V. 55. — P. 247−272.
- Choen C, Sutherland I.W.H., Deutch I.M. Physics and chemistry of fluids. -N.Y.: Gogdon and Breach, 1971. 2. -213 p.
- Джейкмаи E. Спектроскопия оптического смешения и корреляция фотонов. I Под редакцией Г. Камминса, Э. Пайка. Пер. с англ. М.: Мир, 1978.
- Мартынец В, Г., Безверхий II.П., Матизен Э. В. Структура жидких растворов вблизи критической точки. И Журнал структурной химии. 1988. — Т. 39, № 4. — С. 655−668.
- Mistura L. Transport Coefficients near a Critical Point in Multt-component Fluid System //Nuovo Cimeirto. 1972. — V. B12. — P. 35.
- Braun G.R., Meyer H. // Phys. Rev. 1972. — V. A6. -- P. 1578.
- Anisimov M.A., Agayan V.A., Povodyrev A.A., Sengers I.V. Two-exponential decay of dynamic light scattering in near critical fluid mixtures. //Phys. Rev. Б. 1998. — V. 57, N 2, — P. 1946−1961.