Critical Anomalies and Phase Diagrams of a Binary Mixture

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The study examines the behavior of a binary mixture in the vicinity of the liquid–vapor critical point. It is shown that the pressure dependence on density along the critical isotherm, predicted within the framework of the existing theory of critical phenomena, does not match the shape of the dew-bubble curves. The problem is analyzed with the equation of state for a multicomponent near-critical mixture, adapted to describe thermophysical properties of a binary mixture. To eliminate the problem it is proposed to impose an additional condition on the equation of state coefficient. Possible consequences of imposing such a condition are considered.

About the authors

M. Yu. Belyakov

Institute of Oil and Gas Problems, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: belyakov@ogri.ru
Moscow, Russia

References

  1. Иосилевский И.Л., Грязнов В.К., Семенов А.М. и др. Исследования неконгруэнтного испарения в продуктах высокотемпературного нагрева диоксида урана // Изв. РАН. Сер. Энергетика. 2011. № 5. С. 115.
  2. Hempel M., Dexheimer V., Schramm S., Iosilevskiy I. Non-congruence of the Nuclear Liquid-gas and the Deconfinement Phase Transitions // Phys. Rev. C. 2013. V. 88. P. 014906.
  3. Fisher M.E. Scaling, Universality and Renormalization Group Theory // Critical Phenomena Lecture Notes in Physics / Ed. Hahne F.J.W. V. 186. Berlin: Springer, 1982. P. 139.
  4. Ма Ш. Современная теория критических явлений. М.: Мир, 1980. 296 с.
  5. Паташинский А.З., Покровский В.Л. Флуктуационная теория фазовых переходов. М.: Наука, 1982. 381 с.
  6. Levelt Sengers J.M.H., Harvey A.H., Wiegand S. Ionic Fluids near Critical Points and at High Temperatures // Equations of State for Fluids and Fluid Mixtures. Amsterdam: Elsevier, 2000. V. 5(II). P. 805.
  7. Stroev N., Iosilevskiy I., The Simplest Model for Non-congruent Fluid-fluid Phase Transition in Coulomb Systems // J. Phys.: Conf. Ser. 2015. V. 653. P. 012078.
  8. Moldover M.R., Rainwater J.C. Interfacial Tension and Vapor-liquid Equilibria in the Critical Region of Mixtures // J. Chem. Phys. 1988. V. 88. P. 7772.
  9. Anisimov M.A., Kiselev S.B. Universal Crossover Approach to Description of Thermodynamic Properties of Fluids and Fluid Mixtures // Soviet Technology Reviews: Section B. Thermal Physics Reviews / Eds. Sheindlin A.E., Fortov V.E. V. 3. Harwood Acad. Publ., 1992. 121 p.
  10. Agayan V.A., Anisimov M.A., Sengers J.V. Crossover Parametric Equation of State for Ising-like Systems // Phys. Rev. E. 2001. V. 64(19). P. 026125.
  11. Economou I.G. Cubic and Generalized van der Waals Equations of State // Applied Thermodynamics of Fluids. Cambridge: Royal Society of Chemistry, 2010. P. 53.
  12. Lemmon E.W., Span R. Multi-parameter Equations of State for Pure Fluids and Mixtures // Applied Thermodynamics of Fluids. Cambridge: Royal Society of Chemistry, 2010. P. 394.
  13. Saam W.F. Thermodynamics of Binary Systems near the Liquid-gas Critical Point // Phys. Rev. A. 1970. V. 2. P. 1461.
  14. Анисимов М.А. Исследование критических явлений в жидкостях // УФН. 1974. Т. 114(2). С. 249.
  15. Sengers Y.V., Levelt Sengers J.M.H. Thermodynamic Behavior of Fluids near the Critical Point // Ann. Rev. Phys. Chem. 1986. V. 37. P. 189.
  16. Van Konynenberg P.H., Scott R.L. Critical Lines and Phase Equilibria in Binary van der Waals Mixtures // Philos. Trans. R. Soc. London. 1980. V. 298. P. 495.
  17. Беляков М.Ю., Воронов В.П., Городецкий Е.Е., Куликов В.Д. Термодинамические свойства многокомпонентных смесей в окрестности критической точки жидкость‒пар // Письма в ЖЭТФ. 2008. Т. 88. С. 351.
  18. Belyakov M.Yu., Kulikov V.D., Muratov A.R., Voronov V.P. Crossover Equation of State of a Multi-component Fluid Mixture in the Vicinity of Liquid-vapor Critical Points // Chem. Phys. 2018. V. 513. P. 149.
  19. Belyakov M.Yu., Kulikov V.D., Muratov A.R., Sharipov A.F. Thermodynamic Properties of a Model Hydrocarbon Ternary Mixture in the Vicinity of Critical Point: Measurements and Modeling with Crossover Equation of State // Fluid Phase Equil. 2020. V. 518. P. 112630.
  20. Phase Transitions and Critical Phenomena / Eds. Domb C., Green M.S. V. 6. N.Y.: Academic, 1976. P. 575.
  21. Hohenberg P.C., Barmatz M. Gravity Effects near Gas-liquid Critical Point // Phys. Rev. A. 1972. V. 6. P. 289.
  22. Liu A.J., Fisher M.E. The Three-dimensional Ising Model Revised Numerically // Phys. A. 1989. V. 156. P. 35.
  23. Rainwater J.C. Asymptotic Expansions for Constant-composition Dew-bubble Curves near the Critical Locus // Int. J. Thermophys. 1989. V. 10. P. 357.
  24. Brown G.R., Meyer H. Study of the Specific Heat of a He3-He4 Mixture near its Gas-liquid Critical Point // Phys. Rev. A. 1972. V. 6. P. 1578.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (42KB)
3.

Download (73KB)
4.

Download (59KB)
5.

Download (65KB)

Copyright (c) 2023 М.Ю. Беляков

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».