CC BY
0PHYSICS AND MATHEMATICS
ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ ЛЬДА ПРИ НАГРЕВЕ И ОХЛАЖДЕНИИ В УСЛОВИЯХ ПОСТОЯНСТВА ДАВЛЕНИЯ
Бижигитов Т.
к.ф-м.н., профессор. Кушербаева М.
старший преподаватель Таразский Государственный педагогический институт
Адилова А. докторант.
Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева
THE STUDY OF PHASE TRANSITIONS OF ICE UPON HEATING AND COOLING UNDER
CONSTANT PRESSURE CONDITIONS
Bizhigitov T.
Ph.D., professor. Kusherbaeva M.
Senior Lecturer Taraz State Pedagogical Institute Adilova A. Doctoral student Eurasian National University. L.N. Gumilev
Аннотация
В статье рассматривается исследование фазовых переходов льда при нагреве и охлаждении в условиях постоянства давления.А также в работе были приведены систематические измерение изменений удельного обьема испытуемых образцов льда в изобарических условиях при давлениях от 300мпа до 3000мпа в интервале температур 90к-260к. результат показывают, что наблюдаемые изменения удельного обьема при фазовых переходах, определенние при изотермических измерениях, находятся в известном соответствии с величинами изменений определенных при измерениях в изобарических условиях.
АЬз^ай
Text for research of phase transitions of ice is examined the^ article at heating and cooling in the conditions of constancy of pressure.And also were in-process resulted systematic measuring of changes of specific обьема of examinee standards of ice in изобарических terms at pressures from 300мпа to 3000мпа in the interval of temperatures of 90к-260к. a result is shown, that the looked after changes of specific обьема at phase transitions, определенние at the isothermal measuring, are in the known accordance with the sizes of changes certain at measuring in aerosol containers
Ключевые слова: удельный обьем, фазовые переходы, изобарический процесс.
Keywords: specific volume, phase transitions, isobaric process.
В работе были проведены систематические измерение изменений удельного обьема испытуемых образцов льда в изобарических условиях при давлениях от 300МПа до 3000МПа в интервале температур 90К-260К.
Измерения изменений удельного обьема льда при изобарическом изменеий температуры производились ступенчато до полного установления давления при охлаждений и нагреве через каждые 20К[1].
Рисунок 1.
На рисунке №1 приведены изобары (300МПа, 500МПа, 750МПа, 1100МПа) относительного изменения обьема испытуемого образца льда в области температур 90К-260К при нагреве. Как видно из рисунка, при нагревании под давлением 300МПа, при температуре 183К, определенной по средней точке перехода, образец льда претерпевает фазовый переход первого рода и превращается в лед II, сопровождающийся значительным уменьшением обьема при постоянном давлении (500МПа) при температуре 163К лед 1И переходит в модификацию II, а при температуре 210К лед II
V
Рисунок 2
переходит в модификацию V. При изобарическом (750МПа) повышений температура при 158К, 190К, 232К лед 1И переходит в модификаций льда II, V, Ж с уменьшением удельного обьема на 22%, 2,5% и 3% по отношению к исходному, а под давлением 1100МПа при температуре 142К лед1И превращается в лед Ж.
Для всех перечисленных фазовых переходов при понижении температуры обратное превращение практически не наблюдалось [2].
На рисунке №2 приведены изобары относительного изменеия обьема испытуемого образца льда в области температур 90К-260К при охлаждений под давлением 1200МПа, 1400МПа, 1700МПа, 2150МПа, 2300МПа.
Как видно из приведенного рисунка, при охлаждении при постоянном давлений при указанних условиях испытуемые образцы льда претерпевают фазовые переходы первого рода, сопровождающиеся значительным изменением обьема[3]. При всех указанных давлениях при охлаждении из области существования фазы Ж возникает низкотемпературная, ранее неизвестная модификация льда высокого давления лед ХП.[4] При давлениях 1200МПа, 1400МПа при охлаждении переход льда Ж в лед XII происходит при 90К, 100К при этом измений удельного обьема составляет величину порядке 1% по отношению к
исходному обьему образца. При давлениях 1700МПа, 2150МПа, 2300МПа при охлаждений льда VI, VIII происходит переход в лед XII при температурах 108К, 122К, 128К соответственно. Изменение удельного обьема при этом составляет 0,98%. При этих давлениях при повышении температура вплоть до 230К обратное превращение льда XII в лед VI (VIII) не наблюдалось[4].
В таблице №1 приведены значения температура и давлении фазовых переходов льда, а также относительних изменений обьема образца льда при упомянутых переходах. Данные таблицы №1, и 2 показывают, что наблюдаемые изменения удельного обьема при фазовых переходах, определенние при изотермических измерениях, находятся в известном соответствии с величинами изменений определенных при измерениях в изобарических условиях. [5]
Переходы Р, МПа Тк, К AV У « м3 AV х 106- моль
300 183 -0, I80 -3,85
h-II 500 168 -0, I70 -3,64
750 158 -0, 220 -3,86
II -У 500 2I0 -0,020 -0,39
750 I90 -0,025 -0,4I
II -YI 750 232 -0,030 -0,63
II00 I42 -0,250 -5,26
II -У! I400 I I5 -0,280 -5,89
I200 I28 -0,030 -5,90
I700 Ю8 -0,0! -0,21
УЬХП I400 Ю0 -0,0! -0,21
I200 90 -0,01 -0,21
УП-ХП 2150 I 22 -0,06 -1,20
2300 I 28 -0,06 -1,27
Переходы Т, К Рк, МПа Д V « м3 Д7 х 106- моль « м3 Д7 х 10-6- моль
[ЫП 253 200 -0,I60 -3,86 -3,27
233 200 -0,190 -3,92 -3,92
2I3 250 -0,220 -3,89
[Ы1 К3 3Ю -0,190 -3,99
I73 420 -0,200 -4,22
233 420 -0,020 -0,35
II - У 213 500 -0,011 -0,27
190 670 -0,010 -0,28
III - У 253 350 -0,062 -1,13 -0,98
253 620 -0,040 -0,90
У- VI 233 213 800 810 -0,031 -0,032 -0,70 -0,56 -0,72
190 900 -0,032 -0,70
153 1000 -0,27 -5,63
Ш - УI 133 1100 -0,35 -6,33
113 1300 -0,32 -6,67
Ih - XII 103 1500 -0,10 -2,10
90 1200 -0,13 -2,66
УI - УН 300 315 2200 2250 -0,04 -0,04 -0,84 -0,91 -0,05 -0,05
II - УI 173 1000 -0,060 -1,34
Список литературы
1. Т.Бижигитов, М.Кушербаева. Измерение давления, температуры и обьемных изменений в камере высокого давления при низких температурах. //Механика и технологии №1.2017 163-167
2. Т.Бижигитов, Г.Жанаркулова Судьщ жэне мр тYрлершщ физикалык; касиеттерг Монография Алматы: ЖШС «Экономика». 2013, 123бет
3. И.П.Базаров Термодинамика. Москва. Высшая школа 1991. 374стр
4. T.B.Bizhigitov, N.N.Sizota Zh.Eksp.Teor. Fiz (pisma) 44(1986), 324-327
5. М.Кушербаева, Т.Бижттов Устроиства для получения давления до 3000МПа //Механика и технологии №1.2017 156-162
