Ist es möglich, ein Dampf-Flüssigkeits-Gemisch zu erhitzen, bis es vollständig zu Flüssigkeit kondensiert?

Ich habe gerade angefangen, PV-Diagramme für Phasenänderungen zu studieren, und mir ist etwas Interessantes aufgefallen, das ich nicht angemessen erklären kann.

Angenommen, Sie haben ein gesättigtes Dampf-Flüssigkeits-Gemisch in einem stabilen starren Behälter, der sich weder ausdehnen noch zusammenziehen kann. Nehmen wir nun an, Sie beginnen mit dem Erhitzen des Dampf-Flüssigkeits-Gemisches. Wenn Sie Wärme zuführen, erhöhen sich Druck und Temperatur des Dampf-Flüssigkeits-Gemisches. Nehmen Sie außerdem an, dass sich der Anfangsdruck und das spezifische Volumen der Mischung links vom kritischen Punkt befinden, wie im folgenden Diagramm zu sehen ist:

Text

Wenn Sie Wärme hinzufügen, steigt der Druck, bis Sie ankommen P F ich N A l An diesem Punkt ist die Flüssigkeit kein Dampf-Flüssigkeits-Gemisch mehr, sondern jetzt vollständig eine Flüssigkeit. Dies scheint zu bedeuten, dass Sie unter konstanten Volumenbedingungen ein gesättigtes Dampf-Flüssigkeits-Gemisch erhitzen können, um den Dampf in dem Gemisch zu einer Flüssigkeit zu kondensieren . Aber das ergibt für mich keinen intuitiven Sinn, denn wenn Sie Wärme hinzufügen, steigt die Temperatur der Mischung und daher sollte die Verdampfungsrate steigen.

Nach meinem Verständnis von gesättigten Dampf-Flüssigkeits-Mischungen im Gleichgewicht ist die Kondensationsrate des Dampfes gleich der Verdampfungsrate der Flüssigkeit und daher tritt keine Nettoänderung auf (dh es ist im Gleichgewicht). Wenn wir jedoch die Temperatur und den Druck der Mischung durch Wärmezufuhr erhöhen, sollte die Verdampfungsrate zusammen mit der Kondensationsrate steigen (weil die Kondensationsrate proportional zum Druck ist), was bedeutet, dass die vorhandene Dampfmenge weder zunehmen noch abnehmen sollte. Das Diagramm zeigt jedoch, dass die Kondensationsmenge im Prozess die Verdunstungsmenge im Prozess deutlich übersteigt, da die im Gemisch vorhandene Dampfmenge auf Null abfällt. Wie ist das möglich? Wie kann das Erhitzen eines Flüssigkeits-Dampf-Gemisches dazu führen, dass der darin enthaltene Dampf kondensiert?

Jede Hilfe zu diesem Thema wäre sehr willkommen!

Antworten (2)

Ich schätze, dass dies ein wenig kontraintuitiv ist, aber das Diagramm lügt nicht.

Wenn Sie dem Gefäß (mit konstantem Volumen) weiterhin Wärme zuführen, steigt der Druck und Sie bewegen sich durch den Dampf-Flüssigkeitsbereich, bis Sie in den Bereich nur mit Flüssigkeit gelangen .

Darunter versteht man die Druckwirkung auf sogenannte „nicht-permanente“ Gase, die nur durch Kompression verflüssigt werden können.

Ah ich sehe! Ihr Diagramm ist die Sättigungskurve, keine Isotherme! Mein Fehler...

Die Antwort ist also "Ja", wie Gert sagt. In der Tat haben Sie darauf hingewiesen, warum es schwierig ist, kritische Opaleszenz zu demonstrieren. Wenn Sie also Flüssigkeit und Dampf in einem Röhrchen versiegeln und bis zum kritischen Punkt erhitzen, wird der Mesicus nach oben gehen, wenn Sie zu viel Flüssigkeit haben, und nach unten, wenn Sie zu wenig haben. Sie müssen das Verhältnis von Flüssigkeit / Dampf genau richtig einstellen, wenn Sie den kritischen Punkt erreichen und sehen wollen, wie der Meniskus verschwommen wird und verschwindet.

Ja. Wenn es sich um ein gesättigtes Dampf-Flüssigkeits-Gemisch handelt, sieht das Pv-Diagramm wie folgt aus: i.stack.imgur.com/DRYa7.jpg . Beachten Sie, dass ich mich in meiner Frage nicht auf ein ideales Gas beziehe , sondern auf ein echtes Dampf-Flüssigkeits-Gemisch
Ich werde meine Antwort ändern, obwohl @Gert eine richtige Antwort hat, gibt es etwas Besonderes, das es wert ist, erwähnt zu werden.
Ist es möglich, ein Dampf-Flüssigkeits-Gemisch zu erhitzen, bis es vollständig zu Flüssigkeit kondensiert?
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