Moddiy va issiqlik balansi

MODDIY VA ISSIQLIK BALANSI

Jismning issiqlik sig‘imi deb, shu jism haroratini bir darajaga ko‘tarish uchun unga berish lozim bo‘lgan issiqlik miqdoriga aytiladi. Jism bir darajaga soviganda u shuncha miqdordagi issiqlikni beradi. Issiqlik sig‘imi jism massasiga proporsional. Jism massa birligining issiqlik sig‘imi solishtirma issiqlik sig‘imi, solishtirma issiqlik sig‘imining atom yoki, molekula massasiga ko‘paytmasi mos ravishda atom yoki, molekulyar issiqlik sig‘imi deyiladi.

Turli moddalarning issiqlik sig‘imlari bir-birida katta farq qiladi. Masalan suvning 20 °C dagi issiqlik sig‘imi - 4200, qayin daraxtiniki 1700, havoniki 1010 J/(kg·K) ni tashkil qiladi. Metallarda u kichikdir: alyumiyniyniki 880, temirniki 460, misniki 385, qo‘rg‘oshinniki 130 J/(kg·K). Solishtirma issiqlik sig‘imi harorat ortishi bilan sekin o‘sadi (90 °C da suvning issiqlik sig‘imi 4220 J/(kg·K) ni tashkil qiladi) va fazaviy o‘tishlarda keskin o‘zgaradi: 0 °C dagi muzning issiqlik sig‘imi, shu haroratdagi suvnikidan 2 marta kichik; 100 °C dagi suv bug‘ining issiqlik sig‘imi 1500 J/(kg·K) ga yaqin.
Issiqlik sig‘imi jism haroratining o‘zgarishi qanday sharoitda yuz berayotganiga bog‘liq bo‘ladi. Agar jism o‘lchamlari o‘zgarmayotgan bo‘lsa, barcha issiqlik ichki energiyaning o‘zgarishiga sarflanadi. Bunda o‘zgarmas hajmdagi issiqlik sig‘imi Cv haqida gap boradi. o‘zgarmas tashqi bosimda issiqlik kengayishi tufayli tashqi kuchlarga qarshi ham mexanik ish bajariladi hamda u yoki bu haroratgacha qizdirish uchun ko‘proq issiqlik kerar bo‘ladi. Shuning uchun ham o‘zgarmas bosimdagi issiqlik sig‘imi Cp hammavaqt Cv dan katta bo‘ladi. Ideal gazlar uchun Cp-Cv=R, bunda R - gaz doimiysi bo‘lib, u 8,32 J/(mol·K) ga teng.
Odatda Cp o‘lchanadi. Issiqlik sig‘imini o‘lchashning mumtoz usuli quyidagicha: issiqlik sig‘imi (Cx) o‘lchanmoqchi bo‘lgan jism muayyan tx haroratgacha qizdiriladi va uni issiqlik sig‘imi avvaldan aniq ma'lum bo‘lgan biror suyuqlik (masalan suv) bilan to‘ldirilgan t0 boshlang‘ich haroratli kalorimetrga tushiriladi (Ck va Cc - kalorimetr suyuqliklarining issiqlik sig‘imlari). Issiqlik muvozanati o‘rnatilgach, kalorimetrdagi (t) haroratni o‘lchab, jism issiqlik sig‘imini quyidagi formuladan hisoblash mumkin:
Cx=(t-t0)(Ccmc+Ckmk)/mx(tx-t), bunda mx, mc va mk - mos ravishda, jism, suyuqlik va kalorimetr massalaridir.
Gazlarning issiqlik sig‘imi nazariyasi juda rivojlangan. Odatdagi haroratlarda isitish asosan gaz molekulalarining ilgarilanma va aylanma harakat energiyalarining o‘zgarishlariga olib keladi. Bir atomli gazlarning molyar issiqlik sig‘imi Cv uchun nazariya 3R/2, ikki atomli va ko‘p atomli gazlar uchun esa, 5R/2 va 3R ni beradi. Juda past haroratlarda issiqlik sig‘imi kvant effektlar tufayli bir oz kichik bo‘ladi. Yuqori haroratlarda tebranma energiya qo‘shiladi va ko‘p atomli gazlarning issiqlik sig‘imi harorat ko‘tarilishi bilan o‘sib boradi.
mumtoz nazariyaga ko‘ra, kristallarning atom issiqlik sig‘imi 3R ga teng bo‘lib, u Dyulong va Pti empirik qonuniga (1819-yilda farang olimlari P. Dyulong va A. Pti tomonidan o‘rganilgan) mos keladi. Issiqlik sig‘imining kvant nazariyasi yuqori haroratlarda shunday xulosalarga olib kelsa-da, u harorat pasayganda issiqlik sig‘imining kamayishini ham ko‘rsatib berdi. Mutlaq nol yaqinida barcha jismlarning issiqlik sig‘imi nolga intiladi (termodinamikaning uchinchi qonuni).
kg moddaning harorati o'zgarganda unga beriladigan issiqlik miqdori T 1 ga T 2 .
1.5.2. Gazlarning issiqlik sig'imi
Gazlarning issiqlik sig'imi quyidagilarga bog'liq:
termodinamik jarayonning turi (izoxorik, izobarik, izotermik va boshqalar);
gaz turi, ya'ni. molekuladagi atomlar soni bo'yicha;
gaz holati parametrlari (bosim, harorat va boshqalar).
A) Gazning issiqlik sig'imiga termodinamik jarayon turining ta'siri
Xuddi shu harorat oralig'ida bir xil miqdordagi gazni isitish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori gaz tomonidan amalga oshiriladigan termodinamik jarayonning turiga bog'liq.
V izoxorik jarayon (υ = const) issiqlik faqat gazni ma'lum miqdorda isitish uchun sarflanadi. Gaz yopiq idishda kengaymaydi (1.2-rasm a), va shuning uchun ishni qilmaydi. Izoxorik jarayonda gazning issiqlik sig'imi belgi bilan ko'rsatilgan bilan υ .
V izobar jarayon (R= const), issiqlik nafaqat gazni izoxorik jarayonda bo'lgani kabi bir xil miqdorda isitish uchun, balki porshen maydon bilan qiymatga ko'tarilganda ishni bajarish uchun ham sarflanadi (1.2-rasm). b). Izobarik jarayonda gazning issiqlik sig'imi belgi bilan ko'rsatilgan bilan R
Chunki, shartga ko'ra, ikkala jarayonda ham qiymat bir xil bo'ladi, keyin izobarik jarayonda gaz tomonidan bajarilgan ish tufayli qiymat. Shuning uchun izobarik jarayonda issiqlik sig'imi bilan R bilan υ .
Mayer formulasiga ko'ra ideal gaz turining issiqlik sig'imiga ta'siri Ideal gazning molekulyar-kinetik nazariyasidan ma'lumki
bu yerda - berilgan gaz molekulalarining harakat erkinligining tarjima va aylanish darajalari soni. Monatomik gaz molekula harakati erkinligining uchta translatsion darajasiga ega (1.3-rasm). a), ya'ni. ...
Ikki atomli gaz uch translatsion harakat erkinligi darajasiga va molekulaning aylanish harakatining ikki darajasiga ega (1.3-rasm). b), ya'ni. ... Xuddi shunday, bu uch atomli gaz uchun ham ko'rsatilishi mumkin.
Shunday qilib, gazlarning molyar issiqlik sig'imi molekulalarning harakat erkinligi darajalari soniga bog'liq, ya'ni. molekuladagi atomlar soniga va o'ziga xos issiqlik ham molekulyar og'irlikka bog'liq, chunki gaz konstantasining qiymati unga bog'liq bo'lib, u turli gazlar uchun farq qiladi.
C) Gaz holati parametrlarining uning issiqlik sig'imiga ta'siri
Ideal gazning issiqlik sig'imi faqat haroratga bog'liq va ortishi bilan ortadi T.
Monatomik gazlar bundan mustasno, chunki ularning issiqlik sig'imi haroratga deyarli bog'liq emas.
Gazlarning klassik molekulyar kinetik nazariyasi haroratning keng diapazonida bir atomli ideal gazlarning issiqlik sig'imini va past haroratlarda ko'plab diatomik (hatto uch atomli) gazlarning issiqlik sig'imini aniq aniqlash imkonini beradi.
Ammo 0 o S dan sezilarli darajada farq qiladigan haroratlarda ikki va ko'p atomli gazlarning issiqlik sig'imining eksperimental qiymatlari molekulyar-kinetik nazariya tomonidan bashorat qilinganidan sezilarli darajada farq qiladi.
Shaklda. 1.4 vodorod va geliyning molyar issiqlik sig'imlarining doimiy hajmdagi bog'liqligini ko'rsatadi bilan v mutlaq haroratdan T uning xilma-xilligining keng doirasida. Ko'rinib turibdiki, ikki atomli gaz (va ko'p atomli gazlar) uchun issiqlik sig'imi qiymatlari sezilarli darajada haroratga bog'liq bo'lishi mumkin. Bu past haroratlarda aylanish erkinlik darajalari qo'zg'almasligi va shuning uchun ikki atomli (va ko'p atomli) gazning molyar issiqlik sig'imi bir atomli (vodorod uchun) bilan bir xil bo'lishi bilan izohlanadi. geliy bilan bir xil). Yuqori haroratlarda molekulalardagi atomlarning tebranishlari bilan bog'liq bo'lgan erkinlik darajalari ikki va ko'p atomli gazlarda ham qo'zg'atiladi, bu ularning issiqlik sig'imining qo'shimcha oshishiga olib keladi.
Issiqlik texnikasi hisob-kitoblarida ular odatda jadvallar ko'rinishida keltirilgan gazlarning issiqlik sig'imining eksperimental qiymatlaridan foydalanadilar. Bunday holda, tajribada aniqlangan issiqlik sig'imi (ma'lum bir haroratda) deyiladi rost issiqlik sig'imi. Va agar tajriba issiqlik miqdorini o'lchagan bo'lsa q, bu ma'lum bir haroratdan 1 kg gazning haroratini sezilarli darajada oshirishga sarflangan T 0 haroratgacha T, ya'ni.  da T = T T 0, keyin nisbat
chaqirdi o'rtacha ma'lum bir harorat oralig'ida gazning issiqlik sig'imi.
Odatda, qidirish jadvallarida o'rtacha issiqlik quvvatlari qiymat bo'yicha berilgan T 0, nol daraja Selsiyga mos keladi.
Issiqlik quvvati haqiqiy gaz haroratdan tashqari, molekulalararo o'zaro ta'sir kuchlarining ta'siri tufayli bosimga ham bog'liq.
Issiqlik sig'imi - bu tana haroratini o'zgartirish uchun jismlarning issiqlik berish yoki qabul qilish qobiliyatini belgilaydigan termofizik xususiyatdir. Bu jarayonda berilgan (yoki chiqarilgan) issiqlik miqdorining harorat o'zgarishiga nisbati tananing (jismlar tizimining) issiqlik sig'imi deb ataladi: C = dQ / dT, bu erda issiqlikning elementar miqdori; - haroratning elementar o'zgarishi.
Issiqlik quvvati son jihatdan tizimga berilishi kerak bo'lgan issiqlik miqdoriga teng bo'ladi berilgan shartlar uning haroratini 1 darajaga oshiring. Issiqlik sig'imi birligi J / K.
Termodinamikada issiqlik beriladigan tananing miqdoriy birligiga qarab, massa, hajm va molyar issiqlik sig'imlari farqlanadi.
Ommaviy issiqlik sig'imi - ishchi suyuqlikning massa birligi uchun issiqlik sig'imi, c = C / m
Massa issiqlik sig'imini o'lchash birligi J / (kg × K). Massa issiqlik sig'imi o'ziga xos issiqlik sig'imi deb ham ataladi.
Volumetrik issiqlik sig'imi - bu ishchi suyuqlik hajmining birligiga to'g'ri keladigan issiqlik sig'imi, bu erda va - normal jismoniy sharoitda tananing hajmi va zichligi. C '= c / V = c p. Volumetrik issiqlik sig'imi J / (m 3 × K) da o'lchanadi.
Molyar issiqlik sig'imi - bu moldagi ishchi suyuqlik (gaz) miqdori bilan bog'liq issiqlik sig'imi, C m = C / n, bu erda n - moldagi gaz miqdori.
Molyar issiqlik sig'imi J / (mol × K) da o'lchanadi.
Massa va molyar issiqlik sig'imlari quyidagi bog'liqlik bilan bog'liq:
Gazlarning hajmli issiqlik sig'imi molyar orqali ifodalanadi
Bu erda m 3 / mol - normal sharoitda gazning molyar hajmi.
Mayer tenglamasi: S r - S v = R.
Issiqlik sig'imi doimiy emas, balki harorat va boshqa termal parametrlarga bog'liqligini hisobga olib, haqiqiy va o'rtacha issiqlik sig'imi farqlanadi. Xususan, agar ular ishchi suyuqlikning issiqlik sig'imi haroratga bog'liqligini ta'kidlamoqchi bo'lsalar, uni C (t), o'ziga xosini esa c (t) deb yozadilar. Odatda, haqiqiy issiqlik sig'imi deganda, termodinamik tizimga ma'lum bir jarayonda berilgan issiqlikning elementar miqdorining ushbu tizim haroratining berilgan issiqlik tufayli yuzaga keladigan cheksiz kichik o'sishiga nisbati tushuniladi. t 1 ga teng sistema haroratida C (t) ni termodinamik tizimning haqiqiy issiqlik sig’imi deb, t 2 ga teng haroratda ishchi suyuqlikning haqiqiy solishtirma issiqlik sig’imi deb c (t) ni ko’rib chiqamiz. Keyin ishchi suyuqlikning harorati t 1 dan t 2 gacha o'zgarganda uning o'rtacha solishtirma issiqligini quyidagicha aniqlash mumkin
Odatda, jadvallar t 1 = 0 0 C dan boshlanadigan turli harorat diapazonlari uchun c av issiqlik sig'imining o'rtacha qiymatlarini beradi. Shuning uchun, termodinamik jarayon t 1 dan t 2 gacha bo'lgan harorat oralig'ida sodir bo'lgan barcha holatlarda. , bunda t 1 ≠ 0 bo'lsa, jarayonning o'ziga xos issiqlik q soni c av o'rtacha issiqlik sig'imlarining jadval qiymatlari yordamida quyidagicha aniqlanadi.
Bu uning haroratini 1 ga oshirish uchun tizimga etkazilishi kerak bo'lgan issiqlik miqdori ( TO) foydali ish va mos keladigan parametrlarning doimiyligi yo'qligida.
Agar individual moddani tizim sifatida oladigan bo'lsak, u holda tizimning umumiy issiqlik quvvati 1 mol moddaning issiqlik sig'imi () mollar soniga () ko'paytiriladi.
Issiqlik sig'imi o'ziga xos yoki molyar bo'lishi mumkin.
Maxsus issiqlik- moddaning birlik massasini 1 ga qizdirish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori do'l(intensiv qiymat).
Molar issiqlik sig'imi 1 mol moddani isitish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori do'l.
Haqiqiy va o'rtacha issiqlik sig'imini farqlang.
Texnologiyada odatda o'rtacha issiqlik quvvati tushunchasi qo'llaniladi.
O'rtacha ma'lum bir harorat oralig'i uchun issiqlik sig'imi.
Agar modda yoki massa miqdorini o'z ichiga olgan tizim issiqlik miqdori bilan ma'lum qilingan bo'lsa va tizimning harorati dan gacha ko'tarilgan bo'lsa, u holda o'rtacha o'ziga xos yoki molyar issiqlik sig'imini hisoblash mumkin:
Haqiqiy molyar issiqlik sig'imi- ma'lum bir haroratda 1 mol moddaning cheksiz kichik miqdoridagi issiqlikning bu holatda kuzatiladigan harorat o'sishiga nisbati.
(19) tenglamaga ko'ra, issiqlik sig'imi, issiqlik kabi, holat funktsiyasi emas. O'zgarmas bosim yoki hajmda (11) va (12) tenglamalarga ko'ra, issiqlik va demak, issiqlik sig'imi holat funksiyasi xossalarini oladi, ya'ni ular tizimning xarakterli funktsiyalariga aylanadi. Shunday qilib, biz izoxorik va izobarik issiqlik sig'imlarini olamiz.
Izokorik issiqlik sig'imi- haroratni 1 ga oshirish uchun tizimga etkazilishi kerak bo'lgan issiqlik miqdori, agar jarayon sodir bo'lsa.
Izobarik issiqlik sig'imi- haroratni 1 ga oshirish uchun tizimga etkazilishi kerak bo'lgan issiqlik miqdori.
Issiqlik sig'imi nafaqat haroratga, balki tizim hajmiga ham bog'liq, chunki zarralar o'rtasida o'zaro ta'sir kuchlari mavjud bo'lib, ular orasidagi masofa o'zgarganda o'zgaradi, shuning uchun (20) va (21) tenglamalarda qisman hosilalar qo'llaniladi. ).
Ideal gazning entalpiyasi, uning ichki energiyasi kabi, faqat haroratning funktsiyasidir:
va Mendeleyev-Klapeyron tenglamasiga muvofiq, keyin
Shuning uchun (20), (21) tenglamalardagi ideal gaz uchun qisman hosilalarni umumiy differentsiallar bilan almashtirish mumkin:
(22) ni hisobga olgan holda (23) va (24) tenglamalarning birgalikdagi yechimidan biz ideal gaz orasidagi va uchun munosabat tenglamasini olamiz.
(23) va (24) tenglamalardagi o'zgaruvchilarni bo'lish orqali 1 mol ideal gazni haroratdan qizdirilganda ichki energiya va entalpiyaning o'zgarishini hisoblash mumkin.
Agar ko'rsatilgan harorat oralig'ida issiqlik sig'imi doimiy deb hisoblanishi mumkin bo'lsa, integratsiya natijasida biz quyidagilarni olamiz:
Keling, o'rtacha va haqiqiy issiqlik sig'imi o'rtasidagi munosabatni o'rnatamiz. Entropiyaning o'zgarishi, bir tomondan, (27) tenglama bilan ifodalanadi, boshqa tomondan,
Tenglamalarning o'ng tomonlarini tenglashtirib, o'rtacha issiqlik sig'imini ifodalab, bizda:
Xuddi shunday ifodani o'rtacha izoxorik issiqlik sig'imi uchun ham olish mumkin.
Ko'pgina qattiq, suyuq va gazsimon moddalarning issiqlik sig'imi harorat oshishi bilan ortadi. Qattiq, suyuq va gazsimon moddalarning issiqlik sig'imining haroratga bog'liqligi empirik tenglama bilan ifodalanadi:
qayerda a, b, c va - tajriba ma'lumotlari asosida hisoblangan empirik koeffitsientlar va koeffitsient organik moddalarga, va - noorganiklarga tegishli. uchun koeffitsient qiymatlari turli moddalar qo'llanmada berilgan va faqat belgilangan harorat oralig'i uchun amal qiladi.
Ideal gazning issiqlik sig'imi haroratga bog'liq emas. Molekulyar-kinetik nazariyaga ko'ra, erkinlik darajasi bo'yicha issiqlik sig'imi teng (erkinlik darajasi - molekulaning murakkab harakati parchalanishi mumkin bo'lgan mustaqil harakat turlari soni). Monatomik molekula uchun translatsiya harakati xarakterlidir, uni uchta eksa bo'ylab uchta o'zaro perpendikulyar yo'nalishga muvofiq uchta komponentga ajratish mumkin. Shuning uchun, bir atomli ideal gazning izoxorik issiqlik sig'imi
Keyin (25) ga ko'ra bir atomli ideal gazning izobar issiqlik sig'imi tenglama bilan aniqlanadi.
Ideal gazning ikki atomli molekulalari uch darajali translatsiya harakati erkinligidan tashqari, aylanish harakatining 2 darajasiga ham ega. Shuning uchun.Issiqlik sig'imi - har qanday jarayonda holati cheksiz kichik o'zgargan modda tomonidan qabul qilingan dQ issiqlik miqdorining moddaning dT haroratining o'zgarishiga nisbati (C belgisi, J / K birligi):
S (T) = dQ / dT
Massa birligining issiqlik sig'imi (kg, g) xususiy (J / (kg K) va J / (g K)), 1 mol moddaning issiqlik sig'imi esa molyar issiqlik (birlik) deb ataladi. J / (mol K)).
Haqiqiy issiqlik sig'imini farqlang.
S = dQ / dT
O'rtacha issiqlik quvvati.
Ĉ = Q / (T 2 - T 1)
O'rtacha va haqiqiy issiqlik sig'imlari nisbat bilan bog'liq
Jismning holati o'zgarganda so'rilgan issiqlik miqdori nafaqat tananing boshlang'ich va yakuniy holatiga (xususan, haroratga), balki bu holatlar orasidagi o'tish shartlariga ham bog'liq. Binobarin, uning issiqlik sig'imi ham tananing isitish sharoitlariga bog'liq.
Izotermik jarayonda (T = const):
C T = dQ T / dT = ± ∞
Adiabatik jarayonda (dQ = 0):
C Q = dQ / dT = 0
O'zgarmas hajmdagi issiqlik sig'imi, agar jarayon doimiy hajmda amalga oshirilsa - izoxorik issiqlik sig'imi C V.
O'zgarmas bosimdagi issiqlik sig'imi, agar jarayon doimiy bosimda amalga oshirilsa - izobarik issiqlik sig'imi S P.
V = const da (izokorik jarayon):
C V = dQ V / dT = (thQ / tT) V = (thU / tT) V
dQ V = dU = C V dT
R = const da (izobar jarayon)%
C p = dQ p / dT = (thQ / tT) p = (thH / thT) p
C p doimiy bosimdagi issiqlik sig'imi C V doimiy hajmdagi issiqlik sig'imidan katta. Doimiy bosimda qizdirilganda issiqlikning bir qismi kengayish ishini ishlab chiqarishga, bir qismi esa tananing ichki energiyasini oshirishga ketadi; doimiy hajmda qizdirilganda, barcha issiqlik ichki energiyani oshirishga sarflanadi.
Faqat kengayish ishini qila oladigan har qanday tizimlar uchun C p va C V o'rtasidagi munosabatlar. Termodinamikaning birinchi qonuniga ko'ra%
dQ = dU + PdV
Ichki energiya tashqi parametrlar va haroratning funktsiyasidir.
dU = (ŭU / ŭT) V dT + (ŭU / ŭV) T dV
dQ = (ŭU / ŭT) V dT + [(ŭU / ŭV) T + P] dV
dQ / dT = (thU / tT) V + [(thU / thV) T + P] (dV / dT)
dV / dT qiymati (harorat o'zgarishi bilan hajm o'zgarishi) - bu mustaqil o'zgaruvchilarning o'sish nisbati, ya'ni issiqlik uzatish sodir bo'ladigan jarayonning xususiyatini ko'rsatmasangiz, qiymat aniqlanmagan.
Agar jarayon izoxorik bo'lsa (V = const), u holda dV = 0, dV / dT = 0
dQ V / dT = C V = (thU / tT) V
РЕКЛАМА
Agar jarayon izobarik bo'lsa (P = const).
dQ P / dT = C p = C V + [(thU / thV) T + P] (dV / dT) P
Har qanday oddiy tizimlar uchun bu to'g'ri:
C p - C v = [(thU / thV) T + P] (dV / dT) P
Eritmaning qattiqlashishi va qaynash temperaturasi. Krioskopiya va ebuliyoskopiya. Erituvchi moddaning molekulyar og'irligini aniqlash.
Kristallanish harorati.
Eritma, sof suyuqlikdan farqli o'laroq, doimiy haroratda to'liq qotib qolmaydi; kristallanish boshlanishi harorati deb ataladigan haroratda erituvchining kristallari ajralib chiqa boshlaydi va kristallanish jarayoni davom etar ekan, eritmaning harorati pasayadi (shuning uchun eritmaning muzlash nuqtasi doimo eritmaning harorati deb tushuniladi. kristallanishning boshlanishi). Eritmalarni muzlatish, sof erituvchining muzlash nuqtasi T ° o'rinbosar va T o'rinbosari eritmasining kristallanish boshlanishi harorati o'rtasidagi farqga teng bo'lgan DT o'rinbosarining muzlash haroratining pasayishi qiymati bilan tavsiflanishi mumkin:
DT o'rinbosari = T ° o'rinbosari - T o'rinbosari
Erituvchi kristallar eritma bilan faqat kristallar ustidagi va eritma ustidagi to'yingan bug' bosimi bir xil bo'lganda muvozanatda bo'ladi. Eritma ustidagi erituvchining bug 'bosimi har doim toza erituvchiga qaraganda past bo'lganligi sababli, bu holatga mos keladigan harorat har doim toza erituvchining muzlash nuqtasidan past bo'ladi. Bunda DT o'rinbosari eritmasining muzlash haroratining pasayishi erigan moddaning tabiatiga bog'liq emas va faqat erituvchi va erigan moddaning zarrachalari sonining nisbati bilan belgilanadi.
Suyultirilgan eritmalarning muzlash nuqtasini pasaytirish
DT o'rinbosari eritmasining muzlash haroratining pasayishi eritmaning molyar kontsentratsiyasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir:
DT o'rinbosari = Km
Bu tenglama ikkinchi Raul qonuni deb ataladi. Proportsionallik koeffitsienti K - erituvchining krioskopik konstantasi - erituvchining tabiati bilan belgilanadi.
Qaynatish harorati.
Uchuvchi bo'lmagan moddalar eritmalarining qaynash nuqtasi har doim bir xil bosimdagi sof erituvchining qaynash nuqtasidan yuqori bo'ladi.
Har qanday suyuqlik - erituvchi yoki eritma - to'yingan bug 'bosimi tashqi bosimga teng bo'ladigan haroratda qaynaydi.
Suyultirilgan eritmalarning qaynash nuqtasini oshirish
Uchuvchi bo'lmagan moddalar eritmalarining qaynash haroratining DT dan = T dan - T ° gacha oshishi to'yingan bug 'bosimining pasayishiga proportsionaldir va shuning uchun eritmaning molyar konsentratsiyasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. E proportsionallik koeffitsienti erituvchining ebulioskopik konstantasi bo'lib, u erigan moddaning tabiatiga bog'liq emas.
DT dan = Em
Raulning ikkinchi qonuni. Uchuvchi bo'lmagan moddaning suyultirilgan eritmasining muzlash haroratining pasayishi va qaynash haroratining oshishi eritmaning molyar konsentratsiyasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir va erigan moddaning tabiatiga bog'liq emas. Bu qonun faqat cheksiz suyultirilgan eritmalar uchun amal qiladi.
Ebulioskopiya- eritmaning qaynash haroratini oshirish orqali molekulyar og'irliklarni aniqlash usuli. Eritmaning qaynash nuqtasi uning ustidagi bug 'bosimi tashqi bosimga teng bo'ladigan haroratdir.
Agar erigan modda uchuvchi bo'lmasa, u holda eritma ustidagi bug' erituvchi molekulalaridan iborat. Bunday eritma sof erituvchining qaynash nuqtasiga (T0) nisbatan yuqori haroratda (T) qaynay boshlaydi. Eritma va sof erituvchining ma'lum doimiy bosimdagi qaynash nuqtalari orasidagi farq eritmaning qaynash nuqtasining ko'tarilishi deb ataladi. Bu qiymat erituvchining tabiatiga va erigan moddaning konsentratsiyasiga bog'liq.
Suyuqlik uning ustidagi to'yingan bug'ning bosimi tashqi bosimga teng bo'lganda qaynaydi. Qaynatganda suyuq eritma va bug 'muvozanatda bo'ladi. Agar erigan modda uchuvchi bo'lmasa, eritmaning qaynash haroratining oshishi tenglamaga bo'ysunadi:
∆ isp H 1 - erituvchining bug'lanish entalpiyasi;
m 2 - eritmaning molyarligi (1 kg erituvchiga erigan moddaning mollari soni);
E - ebulioskopik konstanta, sof erituvchining qaynash nuqtasiga nisbatan bir molyar eritmaning qaynash haroratining oshishiga teng. E ning qiymati faqat erituvchining xususiyatlari bilan belgilanadi, lekin erigan modda emas.
Krioskopiya- eritmaning muzlash nuqtasini pasaytirish orqali molekulyar og'irliklarni aniqlash usuli. Eritmalar sovutilsa, ular muzlaydi. Muzlash nuqtasi - qattiq fazaning birinchi kristallari hosil bo'ladigan harorat. Agar bu kristallar faqat erituvchi molekulalaridan iborat bo'lsa, u holda eritmaning muzlash nuqtasi (T) har doim toza erituvchining muzlash nuqtasidan (T pl) past bo'ladi. Erituvchi va eritmaning muzlash haroratlari orasidagi farq eritmaning muzlash haroratining pasayishi deb ataladi.
Muzlash nuqtasini pasaytirishning eritma konsentratsiyasiga miqdoriy bog'liqligi quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:
M 1 - molyar massa erituvchi;
∆ pl H 1 - erituvchining erish entalpiyasi;
m 2 - eritmaning molyarligi;
K - kriyoskopik konstanta faqat erituvchining xossalariga bog'liq bo'lib, unda erigan moddaning molyarligi birlikka teng bo'lgan eritmaning muzlash nuqtasining pasayishiga teng.