Вопросы для проверки знаний
1. Какое максимально возможное число фаз существует в однокомпонентной системе?
2. Чему равно число степеней свободы (f) для однокомпонентной трехфазной системы?
3. Сколько компонентов входит в состав водного раствора, содержащего ионы Са2+ и Cl-?
4. Различается ли внутренняя энергия единицы массы жидкости и пара в равновесной системе жидкость – пар при p , T = const?
5. Один моль жидкой воды превращается в пар при воздействии внешнего источника энергии (нагревателя). Какая энергия (кинетическая или потенциальная) возрастает при фазовом превращении?
6. Почему в зимнее время года при понижении температуры на ветвях деревьев и проводах электропередачи появляется иней (кристаллы льда)?
7. Высохнет ли белье, вывешенное на воздухе при 30-градусном морозе?
8. Почему на поверхности соленой морской воды Северного Ледовитого океана формируется пресный лед?
9. Почему в зимнее время года лед на дорогах плавится, если его посыпать солью?
10. Какую опасность представляет неконтролируемое нагревание воды в паровом котле?
11. Какие виды топлива используются на тепловых электростанциях?
Упражнения
1. Рассчитайте, какой объем займет лед в открытой 200-литровой бочке, заполненной водой и оставленной на морозе, если известно, что удельные объемы льда и жидкой воды соответственно равны 1.091 см3/г и 1.000 см3/г? Что произойдет с бочкой?
2. Воспользуйтесь диаграммой состояния двухкомпонентной системы Н2О – NaCl и объясните последовательность изменения фазового состава системы при охлаждении раствора от 100 оС до – 40 оС при концентрации соли а) 5%; б) 25%.
3. Какие аргументы следует привести для доказательства того, что на северном полюсе не выпадают кристаллы солей из морской воды?
4. Объясните, какую роль играют фазовые превращения при обморожении щек и гибели клеток кожи.
5. В высоких северных и южных широтах с холодными зимами трубы водопроводов зарывают в грунт на глубину до 2 метров. Объясните причины такого инженерного решения.
ТЕМА 2
ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ
Практически всё, с чем сталкивается человек в повседневной жизни, представляет собой дисперсные системы.
Воздух, которым мы дышим, – дисперсная система. В нем распределены невидимые невооруженным глазом твердые и жидкие частички. Порой их так много и они достигают таких размеров, что образуют дым, туман, пыль.
Вода, которую мы пьем, – дисперсная система. В ней содержатся микроскопические твердые частички, например оксида Fe2O3 и гидроксида Fe(OH)3 железа. Они образуются в результате коррозии внутренних стенок труб водопровода растворенным в воде кислородом воздуха.
Наша пища – каши, пюре, супы, молоко, сливочное масло, хлеб, мясо, пирожные и другие продукты питания есть не что иное, как дисперсные системы.
Одежда шьется из шерстяных, льняных, хлопчатобумажных и синтетических тканей. Мы получаем и применяем краски, эмали, клеи, сплавы металлов, древесину, бесчисленное количество силикатных и алюмосиликатных строительных изделий и материалов. Все они – дисперсные системы.
Дисперсной называется гетерогенная система, в которой одна фаза, раздробленная до мелких частиц, распределена в газе, жидкости или твердом теле.
2.1. Классификация дисперсных систем
Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию представлена на рис. 11.