纯流体相图
纯流体相平衡图主要包括3条线,即饱和S-V线、饱和S-L线和饱和L-V线,由这三条线将整个区域划分为固相(S)、液相(L)、汽相区(V),另外还包括两个点——三相点(O)和临界点(A),如图(1)所示。在图(1)中的a线,假设有某状态点从固相S中某个位置等压升温,纯物质的相态分别经过固相、液相和汽相区;在通过S-L线时成固-液两相平衡,固体吸热溶解,而温度保持不变,待完全溶解后继续升温;在通过L-V线时成液-汽两相平衡,液体吸热蒸发,温度保持不变,待完成蒸发后继续升温。在图(1)中的b线与a线有所不同,假设有某状态点从固相S中某个位置等压升温,随着温度的升高,固相直接转化为汽相,此过程为升华过程,同样,在升华过程中,温度保持不变,待完成蒸发后才能继续升温。在图(1)中的c线则表示等温变压过程,假设有某状态点从低压向高压变化,首次其经过汽相区,当达到液-汽平衡线时,其逐渐由汽相转变为液相,完全转变为液相后再逐渐加压,状态点向固-液平衡线移动,在固-液平衡线实现液相向固相的转变,最终在固相区继续升压,相态不再发生变化。如果图(1)中的c线在三相点O的左边,则只存在汽固变化,但当固-液相的斜率变化变为负值且c线在三相点左边时,等温升压则经历汽-固-液的变化过程,如图(2)中的c线所示。但在图(2)中,如果c线在三相点右边,在等温升压过程流体则只经历汽-液两相变化。另,在图(1)和(2)中都有两条从临界点A出发的红色虚线(等温线和等压线),由此两条线围成的区域就是超临界区域,这在超临界萃取等操作中十分关键。所谓临界点,即达到一定温度和压力后,流体液-汽相界面消失,形成单一的流体,此时的温度和压力为临界温度和临界压力。
(1) (2)
图(1)和图(2)的纯流体相图为P-T图,另外一种相图是以密度为横坐标、温度或压力为纵坐标,如图(3)所示,其为压力-密度图,其中标示有1至5序号的为等温线,对等温线1,其在某压力下流体经历汽-液变化;图中未标示的两条曲线(左边-饱和汽相线;右边-饱和液相线)在最高点相交,该相交的点即对应图(1)和(2)中的临界点A。
(3)