Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Термодинамика фазового равновесия в системах твердое тело–жидкость и твердое тело–газ

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-1-30-35

Полный текст:

Аннотация

Термодинамическое равновесие двухфазной системы описывается уравнением Гиббса, включающее параметры состояния. На основе уравнения Гиббса и объединенного уравнения первого и второго законов термодинамики записаны термодинамические потенциалы: внутренней энергии, энтальпии и свободной энергии Гиббса. Если две фазы находятся в равновесии, то температуры, давления и химические потенциалы этих фаз равны между собой. Равенства выражают условия термического и механического равновесия, а также условие отсутствия движущей силы для переноса компонента через границу раздела фаз. Для двухфазной системы уравнение Гиббса-Дюгема связывает объем и энтропию 1 моля смеси, содержание любого компонента, выраженное в мольных долях. Рассмотрено экстрагирование из частиц люпина подсырной сывороткой (система твердое тело-жидкость). Движущей силой процесса экстрагирования в системе твердое тело-жидкость является разность между концентрацией растворяющего вещества у поверхности твердого тела С и его средней концентрацией С0 в основной массе раствора. Концентрация на границе раздела фаз обычно принимается равной концентрации насыщенного раствора Сн, поскольку вблизи поверхности твердого тела равновесие устанавливается довольно быстро. Тогда движущая сила процесса выражается как Сн–С0. Построена кривая извлечения экстрактивных веществ из люпина подсырной сывороткой наложением низкочастотных механических колебаний.

Об авторах

Ю. И. Шишацкий
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Россия

д.т.н., профессор, кафедра физики, теплотехники и теплоэнергетики, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия



А. А. Дерканосова
Воронежский государственный университет инженерных технологий

к.т.н., доцент, кафедра сервиса и ресторанного бизнеса, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия



С. А. Толстов
Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина

к.т.н., доцент, кафедра авиационных двигателей, ул. Старых Большевиков, 54 «А», г. Воронеж, 394064, Россия



Список литературы

1. Праздникова Е.М. Исследование процесса твердофазной экстракции в лабораторном экстракторе-центрифуге // Результаты современных научных исследований и разработок. 2019. С. 30-33.

2. Романков П.Г., Фролов В.Ф., Флисюк О.М. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи). ХИМИЗДАТ, 2017. С. 544-544.

3. Кудинов В. А., Карташов Э. М., Стефанюк Е. В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Юрайт. 2011.

4. Подгорный С.А., Кошевой Е.П., Косачев В.С. Термодинамический подход в теории сушки // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2015. №. 4. С. 88-91.

5. Подгорный С.А. и др. Постановка задачи описания переноса тепла, массы и давления при сушке // Новые технологии. 2014. № 3.

6. Каданов Л., Бейм Г. Квантовая статистическая механика. Рипол Классик, 2013.

7. Шишацкий Ю.И., Никель С.А., Буданов А.В., Власов Ю.Н. Влияние наложения низкочастотных механических колебаний на эффективность экстрагирования // Вестник ВГУИТ. 2018. Т.80. № 1. С. 25–29. doi: 10.20914/2310-1202-2018-1-25-29

8. Qasem N.A.A. et al. The impact of thermodynamic potentials on the design of electrodialysis desalination plants // Energy Conversion and Management. 2020. V. 205. P. 112448. doi: 10.1016/j.enconman.2019.112448

9. Amaku M., Coutinho F.A.B., Oliveira L.N. Thermodynamic Potentials and Natural Variables // Revista Brasileira de Ensino de F?sica. 2020. V. 42. doi: 10.1590/1806-9126-rbef-2019-0127

10. Hyeon C., Hwang W. Physical insight into the thermodynamic uncertainty relation using Brownian motion in tilted periodic potentials // Physical Review E. 2017. V. 96. № 1. P. 012156. doi: 10.1103/PhysRevE.96.012156

11. Solon A.P., Stenhammar J., Cates M.E., Kafri Y. et al. Generalized thermodynamics of motility-induced phase separation: phase equilibria, Laplace pressure, and change of ensembles // New Journal of Physics. 2018. V. 20. № 7. P. 075001.

12. Hansen F.A., Pedersen-Bjergaard S. Emerging extraction strategies in analytical chemistry // Analytical chemistry. 2019. V. 92. № 1. P. 2-15. doi: 10.1021/acs.analchem.9b04677

13. Zhang Q.W., Lin L.G., Ye W.C. Techniques for extraction and isolation of natural products: A comprehensive review // Chinese medicine. 2018. V. 13. № 1. P. 1-26. doi: 10.1186/s13020-018-0177-x

14. Saini R.K., Keum Y.S. Carotenoid extraction methods: A review of recent developments // Food chemistry. 2018. V. 240. P. 90-103. doi: 10.1016/j.foodchem.2017.07.099

15. Armenta S. et al. Green extraction techniques in green analytical chemistry // TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2019. V. 116. P. 248-253. doi: 10.1016/j.trac.2019.03.016

16. Bleakley S., Hayes M. Algal proteins: extraction, application, and challenges concerning production // Foods. 2017. V. 6. № 5. P. 33. doi: 10.3390/foods6050033

17. Anjomshoae S.T., Rahim M.S.B.M. Feature extraction of overlapping hevea leaves: A comparative study // Information processing in agriculture. 2018. V. 5. № 2. P. 234-245. doi: 10.1016/j.inpa.2018.02.001

18. Veneziani G. et al. Extra-virgin olive oil extracted using pulsed electric field technology: Cultivar impact on oil yield and quality // Frontiers in nutrition. 2019. V. 6. P. 134. doi: 10.3389/fnut.2019.00134

19. Deflaoui L., Setyaningsih W., Palma M., Mekhoukhe A. et al. Phenolic compounds in olive oil by solid phase extraction–Ultra performance liquid chromatography–Photodiode array detection for varietal characterization // Arabian Journal of Chemistry. 2021. V. 14. № 4. P. 103102. doi: 10.1016/j.arabjc.2021.103102

20. Hewavitharana G.G. Perera D.N., Navaratne S.B., Wickramasinghe I. Extraction methods of fat from food samples and preparation of fatty acid methyl esters for gas chromatography: A review // Arabian J. Chem. 2020. V. 13. № 8. P. 6865-6875. doi: 10.1016/j.arabjc.2020.06.039


Для цитирования:


Шишацкий Ю.И., Дерканосова А.А., Толстов С.А. Термодинамика фазового равновесия в системах твердое тело–жидкость и твердое тело–газ. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021;83(1):30-35. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-1-30-35

For citation:


Shishatskii Y.I., Derkanosova A.A., Tolstov S.A. Thermodynamics of phase equilibrium in solid-liquid and solid-gas systems. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2021;83(1):30-35. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-1-30-35

Просмотров: 165


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)