Transcript Lichefierea

Numim lichefiere transformarea în lichid a
vaporilor unei substanţe, prin comprimare.
 Reprezentarea mişcării atomilor în cele trei stări de agregare:
 Starea solidă (stânga)
 Starea lichidă (mijloc)
 Starea gazoasă (dreapta)
Solid
Lichid
Gaz
Solidul -îşi pastrează forma şi nu umple vasul;
Lichidul - ia forma vasului dar nu o umple;
Gazul - se răspândeşte luând forma vasului şi ocupând tot spaţiul (îşi
modifică volumul şi forma
 De la inceputul sec. XIX dateaza numeroase studii
legate de comportarea gazelor la comprimare. In acea
perioada s-a reusit lichefierea unor gaze (dioxidul de
carbon, clorina).
 Initial, eforturile depuse pentru lichefierea gazelor nu
au fost incununate cu succes. Gazele respective au fost
numite gaze permanente. Studiile ulterioare au aratat
ca nu este suficienta comprimarea gazelor, ci este
necesar ca temperatura gazului sa nu depaseasca o
anumita valoare specifica substantei respective
(temperatura critica ).
 La comprimarea unui gaz, distanta dintre moleculele
sale scade, interactiunea lor devenind mai intensa.
Apare astfel posibilitatea ca fortele de atractie dintre
molecule sa determine cuplarea moleculelor, adica
trecerea substantei din stare gazoasa in stare lichida.
 Exista o anumita valoare a temperaturii (numita
temperatura critica) peste care, oricat ar fi comprimat,
gazul nu se transforma in lichid.
 Temperatura critica are insa, pentru unele gaze, valori
foarte mici.
 Ultimul gaz la care s-a reusit lichefierea a fost heliul,
succes obtinut de Kamerlingh Onnes (1853-1926) in
1908.
Substanta Temp. critica
(K)
Presiunea critica
(MPa)
He
5,25
0,23
H2
33,2
12,9
aer
132
3,77
N2
126
3,39
O2
154
5,08
CH4
191
4,62
CO2
304
7,38
NH3
406
11,3
H2O
647
22,1
 Primele rezultate deosebit
de interesante cu privire la
lichefierea gazelor au fost
obtinute de Thomas
Andrews in 1869. El a
reusit sa lichefieze dioxidul
de carbon, masurand, pe
parcursul lichefierii,
dependenta presiunii din
incinta in care se afla
acesta in functie de volum,
in conditii izoterme.
p
p
D
gaz+lichid
p0
C
B
A
A
0
0
V1
V
V2
V
9
 Zona 1 – substanta este in
stare gazoasa
 Zona 2 – substanta este
sub forma de vapori
 Zona 3 – in incinta se afla
simultan si vapori, si
lichid din substanta
respectiva.
 Zona 4 – substanta este
in stare lichida
p
1
4
3
0
2
V
10
 Lichefierea gazelor este un
fenomen care se datoreaza
interactiunilor dintre
molecule, deci nu poate fi
utilizat modelul gaz ideal
pentru explicarea acestuia
(nu este respectat punctul
4 al definitie gazului ideal).
Energia interna trebuie
calculata ca pentru un
sistem termodinamic
oarecare.
U(ν,T,V) = E c,int(ν,T) + E
p,int(ν,V)
 Din primul principiu al
termodinamicii aplicat
comprimarii pe palierul BC,
rezulta:
Q=ΔU+L
in care ΔU si L sunt negative;
rezulta ca sistemul cedeaza
energie termica mediului
inconjurator prin caldura.
Acest transfer de energie
termica nu poate fi sesizat
prin modificarea temperaturii
sistemului, asadar, caldura
respective se numeste
caldura latenta de
lichefiere.
 Caldura latenta este
caracteristica intregului
sistem termodinamic. Pentru
caracterizarea substantei de
defineste caldura latenta
specifica.
Caldura latenta specifica (λ) :
λ=Q/m
Q - caldura latenta
m - masa sistemului
< λ>=<Q>/<m>= J/kg
 Lichefierea gazelor este foarte importanta, datorita
faptului ca face transportarea gazelor mult mai usoara.
Ele sunt inchise in containere sub presiune mare.
Proiect realizat de:
Vlad Barbos
&
Dusa George