колько ниже) 273 К.
При рассмотрении этого равновесия необходимо наложить запрет на возможность выделения газа из гидрата (т.е. запретить появление газовой фазы). Такой случай интересен при анализе существования гидратной компоненты в криолитозоне выше верхней границы зоны термодинамической стабильности газогидратов. С физико-химической точки зрения возможность обсуждения указанного равновесия возникает из-за наличия эффекта самоконсервации гидратов некоторых углеводородных газов при Т < 273 К / 2 /.
2. Равновесие возчух с парами веды - гидрат при температурах значительно низке 273 К и давлениях существенно ниже давления, отвечающего трехфазному равновесию V1H
Здесь имеется в виду воздух, значительно пересыщенный парами воды по отношению ко льду (но при равновесном влагосодержа-нии по отношению к гидрату). Следовательно, при рассмотрении этой системы налагается "формальный" запрет на появление в ней твердой фазы-льда. Такое равновесие, по мнению некоторых исследователей / 5 /, может реализовываться в атмосфере Земли на высотах выше 20-25 км при давлении 0,01-0,02 МПа.
Так, Толкачев М.В.,1988 г.,сделал предположение о том, что серебристые облака мезосферн на высотах 70-100 км представляют собой скопление гидратов.
Схема образования стратосферных и мезосферных облаков состоит в следующем. На первой стадии происходит подъем охлажденной воздушной массы с высоты несколько км до отметок 20-25 км и внше. При этом она резко охлаждается до температур минус 50-100 °С и становится очень сильно пересыщенной по влаге. Поэтому последующее выделение паровой влаги в твердую фазу может приводить к образованию как льда, так и гидрата (или того и другого одновременно). Однако имеются некоторые основания полагать, что в рассматриваемой ситуации возникаю!1 кинетические затруднения для процесса льдообразования и основная мьсеа влаги переходит первоначально в гидратную фазу с последующей медленной перекристаллизацией в лед. Заторможенность последней стадии процесса может быть вызвана эффектом самоконсервации гидрата при Т < 273 К.
Таким образом, пары вода в стратосферных облаках при температурах до минус 90 °С значительно переохлаждены и здесь пол-
42
ностью нельзя исключить возможность образования микрокристаллов гидратов воздуха с примесями других газов, в том числе и озона Л,5/.. С использованием аналогичной аргументации высказывается также гипотеза о гидратной природе низкотемпературных туманов в нижних слоях атмосферы (при температурах ниже минус 40+45 °С), а также следов выбросов двигателей самолетов в стратосфере / 5 /. Полагают, что возможное наличие гидратной компоненты в верхних слоях атмосферы Земли способствует формированию озонных "дыр" над полюсами / 4 /.
Перейдем к рассмотрению методики термодинамического описания указанных выше двухфазных равновесий (как реальных, так и "виртуальных"). Прежде всего детально остановимся на представля-щем значительный геологический интерес равновесии "насыщенная газом вода - газовый гидрат", поскольку в последние годы ряд морских геологов считают, что многие субаквальные газогвдраткые тела возникли благодаря накоплению газогидратов из водорастворенного газа.
Двухфазное равновесие системы раствор неполярного газа в воде - газовый гидрат при внешнем давлении, выше давления, отвечающего трехфазному равновесию системы газ - вода - гидрат, впервые рассмотрено в работе / 3 /, а в дальнейшем в / 1,6 /. Ниже, в рамках тех же допущений, что и в / 3 / , дан более подробный термодинамический анализ этого равновесия (следуя / I /). Выведена система алгебраических уравнений, описывающих составы жидкой и твердой фаз в зависимости от внешнего давления.
Примем следующие допущения.
1. Парциальный
мольный объем воды в растворе газа в воде не
зависит от мольной доли х газа в воде и давления
(т.е. жид
кая фаза в интересующем интервале давлений полагается
несжи
маемой).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.