ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

В ионных системах типа водно-солевых растворов критические явления проявляются иначе, чем в растворах, состоящих из нейтральных молекул. Критическое поведение теплоемкости сильно отличается для ионных и не ионных растворов. Околокритические явления в гидротермальных системах из-за необычных свойств флюидов вблизи критической точки определяют механизм гидротермальных циркуляций флюидов. В этих условиях активизируются процессы, усиливающие явления теплопереноса. На физико-химические процессы в магма - гидротермальных системах влияют термодинамические и электрические свойства природного растворителя - воды.

Получены результаты исследований теплоемкости при постоянном объеме С_vxв системеh₂o+na₂co₃вблизи критической точки (КТ) чистой воды. Измерения проводили с помощью высокотемпературного адиабатического калориметра высокого давления при температурах 331-661К по семи изохорам±( 245,52, 299,72, 371,60, 412,13, 427,01, 539,48, и 875,22кг м ^-3 ) для состава 0,008869 мольной доли и по четырем изохорам =(301,66; 398,45; 429,22; 532,16) для состава 0,0017141 мольной доли . Погрешность измерений составляет: для температуры ±10мК, удельного объема ±0,01% и теплоемкости±1.0% вблизи КТ. Вблизи чистой воды обнаружены два характерных пика теплоемкости, соответствующих трехфазному (кристалл - жидкость - пар) и двухфазному (кристалл -жидкость, кристалл - пар) равновесиям. Определены значения плотностей и теплоемкостей на трех - и двухфазных кривых, часть полученных результатов приведена в таблицах. Как видно из таблиц, вблизи КТ чистого растворителя ( воды ) наблюдаются два ярко выраженных максимума теплоемкости С_vx. Значения температур Т_s1и Т_s2,соответствующих максимумам теплоемкостей по каждой фиксированной изохоре, приведены в таблицах. В таблицах 1 и 2 приведены значения теплоемкостей С_v1и С_v2, соответствующих этим максимумам.

Таблица 1

Экспериментальные значения температур ( Т_s1, Т_s2) и теплоемкостей ( С_v1, С_v2) на трехфазной (жидкость - пар - кристалл) и двухфазной (жидкость - кристалл) кривых фазового равновесия для системы Н ₂О+na₂co₃, полученные на основе калориметрических измерений.

Первый пик теплоемкости соответствует фазовому переходу жидкость-пар-кристалл (трехфазной кривой), а второй пик - переходу жидкость-кристалл или пар-кристалл (двухфазной кривой) в зависимости от степени заполнения калориметра, т.е. .во втором случае исчезает паровая или жидкая фаза. Измерения теплоемкости, как правило, начинали в двухфазном (жидкость-пар) состоянии. Затем систему непрерывно нагревали с постоянной скоростью. Скорость нагревания по ходу эксперимента можно изменять в пределах от 10 ^-5 до 10 ^-4К/с. Для жидких изохор (больших заполнений калориметра) с повышением температуры системы за счет испарения воды концентрация соли в жидкой фазе увеличивалась. При достижении температуры Т_s1( первый пик теплоемкости) в жидкой фазе появляется первый кристалл солиna₂co₃, и система становилась трехфазной жидкость-пар-кристалл. Судя по поведению теплоемкости вблизи температуры Т_s1, образование новой фазы (кристалловna₂co₃) происходило спонтанно. Дальнейшее нагревание трехфазной системы приводило к увеличению объема жидкой фазы ( если калориметр имел большое заполнение, соответствующей жидкой изохоре), при определенной температуре Т_s2(второй пик теплоемкости) паровая фаза полностью исчезала и система становилась двухфазной (жидкость - кристалл). А в случае малых заполнений (для паровых изохор) при температуре Т_s2исчезала жидкая фаза. Аналогичное явление наблюдалось и по другим изохорам. Значения температуры Т_s1близки к значениям температуры растворимостиna₂co₃в околокритической воде.

Таблица 2

Экспериментальные значения температур и теплоемкостей на трехфазной (жидкость - пар - кристалл) и двухфазной (жидкость - кристалл) кривых фазового равновесия для системыh₂o+na₂co₃, полученные на основе калориметрических измерений.

Х=0,0017141 моль. долиna2co3/