PPT《第五章 相变》

0 固相 液相 气相 将一定数量的液体(如水,酒精)封在容器中,缓慢加热,测定压力p随温度T的变化.只要容器中同时存在着液体和它的蒸汽,气液两相就始终处于平衡状态中.

1、相图 在各自的区域内,温度和压强可以独立改变. 在边界处又是怎样的呢? 气液两相的相界线,称为汽化线. 如果系统保持压强在p0不变,系统由液相开始升温,与汽化线交与Q点 ,一部分液体开始汽化.继续加热, 温度却不升高, 保持在T,热量被用于汽化. L(p0,T0) Q(p0,T) 这种在相变点表现出来的 汽化热 , 是一种相变潜热. 潜热转化为分子动能, 使得气相比液相更无序.液体全部汽化后, 温度才继续沿LQ线继续升高,这是普遍的气体加热过程.

2、汽化线 T p

0 固相 液相 气相 汽化线 临界点: 汽化线有一个明确的终点C,温度高于点的温度时,液相即不存在,汽化线也不存在. 在临界点的潜热等于零. 由于临界点的存在,可以使物质从液态连续地变到气态. 临界点C A B 从液态的A点开始, 只要按照图中虚线, 变化压强和温度, 就可以不经过任何相变点,达到对应气态的B点. 水的临界参数为: TC=647.05K pC=22.09?106Pa VC=3.28cm3/g 相应的温度和压强为临界温度和临界压强. p

0 固相 液相 气相 分开固相和液相区域的曲线.

4、升华线: 分开固相和气相区域的平衡曲线. 汽化线,熔解线和升华线交于一点,称为三相点. 临界点 在三相点,固、液、气三相可以平衡共存.三相点的温度和压强是确定的. 水在三相点的临界参数: TC=273.16K pC=610.9Pa 曲线p=p(T), 称为相平衡曲线.

3、熔解线 p

0 固相 液相 气相 熔解线 升华线 三相点 p T

0 气相 液相

1 2

3 当系统全部由气相转变为液相后,如果仍保持温度不变,而增加外界的压强,则系统的压强将相应地增大,其状态沿直线2-3变化. 维持T不变,缓慢地增加外界的压强,系统的压强将相应地增大,以维持平衡.系统的状态沿直线1-2变化. 与汽化线相交时,有液体凝结,同时放出热量(相变潜热). 此时气液两相平衡共存. p T

0 气相 液相

1 2

3 p V

0 2 (p2,V2)

3 (p3,V3) 在P-V图上是如何表示的呢? (p1,V1)

1 水平直线表示气-液两相共存.

5、 单元复相系的平衡性质 p T

0 熔解线 升华线 汽化线 固相 液相 气相 临界点 (1)单相存在 (2)两相平衡 --区域 --平衡曲线 三相点 在T,p一定时,G有最小值.如果A相的化学势最低,系统以A相单独存在. 在平衡曲线上,p=p(T), 只有一个量可以独立地改变. 根据?? =?? ,两相以任意比例共存时称为中性平衡. 当系统缓慢从外界吸收或放出热量时,物质由一相变到另一相,而系统始终保持在平衡状态.称为平衡相变. T ? =T ? =T , p? =p ? =p , ??(p,T)=?? (p,T) (3)三相共存 --三相点 T ? =T ? =T ? =T , p ? =p ? =p ? =p , ??(p,p)= ? ? (p,T) )=?? (p,T) T,p完全确定. p T

0 熔解线 升华线 汽化线 固相 液相 气相 临界点 三相点 5.4.3 克拉珀龙方程 设(T,p) 和(T+dT, p+dp) 是两相平衡曲线上邻近的两点A,B. p T

0 A (T,p) B (T+dT,p+dp) 平衡曲线对应的两相为?相和?相. ? ? ??(p,T)=?? (p,T) ??(T+dT,p+dp)=?? (T+dT,p+dp) ........