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 бинарной системеh₂o+naohиh₂o+kohвблизи критической точки (КТ) чистой воды. Измерения проводили с помощью высокотемпературного адиабатического калориметра высокого давления при высоких температурах вблизи КТ. Определены значения плотностей и теплоемкостей (на двухфазной и однофазной областях), часть полученных результатов приведены в табл.1.

Для понимания механизма переноса различных металлов в гидротермальных системах необходимы подробные данные о свойствах системыnaoh+h₂oиkoh+h₂o. Ионыna⁺,k⁺иoh^-являются важными компонентами природных геотермальных флюидов. Знание их термодинамических свойств в водных растворах очень важно при исследовании геохимических процессов, связанных с подземными рассолами, морской водой, вулканическими извержениями и производством геотермальной энергии. Фазовое равновесие жидкость -пар имеет прямое отношение к пониманию процессов рудных отложений. Во многих рудообразующих системах участвуют флюиды, богатыеnaohиkoh. Процесс фазового разведения водно-солевых систем непосредственно влияет на масштабы геологических изменений, накопление и образование минералов. Геотермальные флюиды ответственны за формирование и миграцию минералов в земной коре. Обычно все эти процессы в земной коре протекают при сверхкритических условиях воды, вода в сверхкритическом состоянии является уникальной средой для химических реакций.

Экспериментальные значения теплоемкости определяли из соотношения

Где q =ju- количество тепла, выделяемое внутренним нагревателем: - время нагрева:tизменение температуры системы:m- масса исследуемого образца: А - тепловой эквивалент (собственная теплоемкость пустого калориметра).

Время фиксации по частотомеру Ф5041 с погрешностью 0,002%. Погрешность определения Т не превышает 0,05%. Мощность внутреннего нагревателя измеряли с точностью 0,02%. Массу заливаемого в калориметр раствора измеряли взвешиванием с точностью 0,01г.

При оценке погрешностей измерения вводили поправки на ;нестрогую изохоричность процесса, термическое и барическое расширение сосуда калориметра, потери тепла через неконтролируемые участки калориметра, ошибки отнесения, связанные с погрешностями определения Т и . После учета всех поправок ошибка измерения С_vхсоставляла 1,2% в жидкой фазе и до 2,5% в критической области.

Для системыnaoh+h₂oи дляkoh+h₂o-0,085, 0,425, 0,85, 2,55, 4,25 мас.%. Для каждой концентрации измерения проводили по различным изохорам в интервале от 1,03 до 4,0см3/г. Дляnaoh+h₂oисследована 41 изохора и получено около 1700 экспериментальных точек. Для системыkoh+h₂oизмерения проводили по изохорам 3,17 и 4,0 см3/г.

Измерения охватывают в основном интервал вблизи линии фазового равновесия, включая одно- и двухфазные области. Результаты измеренияc _v,v,t,x-зависимости системыkoh+h₂oиnaoh+h₂oдля различных концентраций приведены в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Экспериментальные значения теплоемкости бинарной системыkoh+h₂oв однофазной области для различных концентраций, кДж/(кг.К).

Х=0,425 мас.% КОН, р=315,5 кг/м3

Таблица 2

Экспериментальные значения изохорной теплоемкости бинарной системыnaoh+Н ₂О в однофазной области для различных концентраций, кДж/(кг.К)

Х=5 мас.%naoh