物化濤純物質(zhì)相平衡

1、作業(yè)：5，6，8，9閱讀：A. 7.1 7.2 7.3 7.4 10.1 10.263 純物質(zhì)的兩相平衡(2-phase equilibrium for pure substance)一、 Clapeyron方程 （Clapeyrons Equation）相律分析：在T，p下純物質(zhì)呈兩相平衡，則f1221， T，p中只有一個(gè)獨(dú)立變量，即pf (T)，具體函數(shù)關(guān)系是什么？ 對(duì)于純物質(zhì)B的任意兩相平衡B(相，T，p)B(相，T，p) B(，T，p)B( ，T，p)B() = B()dB() = dB()-Sm()dT+Vm()dp = -Sm()dT+Vm()dp Vm()-Vm()dp = Sm

2、()-Sm()dTVmdp = SmdT等T，p，可逆相變，SmHm/TdpdTHmTVm=Clapeyrons Equation方程適用于純物質(zhì)的任意兩相平衡1、g-l平衡 上式意義：蒸氣壓與T的關(guān)系dpdTglHmTglVm=glVmVm(g) RTp（近似）Clausius - Clapeyron Equation （克克方程）(1) 條件：純物質(zhì)g-l平衡（近似：忽略Vm (l)，理氣）(2) 若近似glHm不隨T變化，則測(cè)氣化熱的依據(jù)若取兩個(gè)溫度，則2、s-g平衡描述固體蒸氣壓與溫度的關(guān)系克克方程3、s-l平衡描述 Tf*p關(guān)系例如：水 p Tf* 二、壓力對(duì)蒸氣壓的影響 (Effe

3、ct of pressure on vapour pressure) 純液體 pV= f(T,p) 其中T的影響服從克克方程，p的影響如何？ p pV 定性分析：ggT, pV,2, p惰T, pV,1lT, p1=pV,1lT, p2= pV,2+p惰l (T, p1)l (T, p2)例如H2O(l,100,p )加入惰性氣體H2O(l,100,10p )實(shí)驗(yàn)測(cè)定：實(shí)驗(yàn)結(jié)果與上述分析情況相同plg, pV半透膜定量處理等T下： p pV 值很小，表明pV對(duì)p不敏感64 純物質(zhì)的相圖(Phase diagram for pure substance)相圖引言：相平衡主要靠實(shí)驗(yàn)測(cè)定，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4、用圖 的形式表示出來(lái)。純物質(zhì)的相律分析：f 12 3 max = 3 = 1 f=2 在pT圖上是一塊面積 = 2 f=1 在pT圖上是一條曲線 = 3 f=0 在pT圖上是一個(gè)點(diǎn)水的相圖 (The phase diagram for water)CBOADpTH2O (g)H2O (l)H2O (s)三條線：OA, OB, OC 三個(gè)區(qū)： 三相點(diǎn)(triple point)： 0.0099, 610.6 Pa 與冰點(diǎn)不同（自學(xué)） 用途：指明條件，可查得系統(tǒng)的相態(tài)； 當(dāng)條件變化時(shí)，預(yù)測(cè)系統(tǒng)的相變情況。 幾點(diǎn)說(shuō)明： OA：不能無(wú)限延長(zhǎng)，A(Tc, pc) OB：不能無(wú)限延長(zhǎng)，2000 以上已發(fā)現(xiàn)

5、7種不同的冰 OD：過冷l-g平衡，至今已測(cè)至 -43pp兩點(diǎn)說(shuō)明1.幾種相態(tài): 超臨界流體 supercritical fluid介晶態(tài) mesomorphic state液晶玻璃高分子材料2.高級(jí)相變: 例如 鐵升溫, 在769時(shí)由鐵磁體轉(zhuǎn)變成順磁體 汞降溫, Hg(4.2K) Hg(4.2K, superconductivity) 氦降溫, He(l, 2K) He(l, 2K, superfluid)65 二組分理想溶液的g-l平衡相圖(Diagram of g-l equilibrium for a binary ideal solution)相律分析：f 22 4 = 1 fmax

6、=3 f = 0 max=4所以，要畫三維空間圖形為方便，用條件自由度（固定一個(gè)條件） f 3T 固定 p-x 圖p 固定 T-x 圖x 固定 p-T 圖二維圖形，其中T-x 圖用得最多， p-T 圖用得最少。一、 p-x 圖（蒸氣壓組成圖） 在一定溫度下，測(cè)量不同組成的溶液的蒸氣壓及平衡氣相的組成（也可由Raoult定律計(jì)算）液相線：直線，pxB(sln)氣相線：曲線，p-yB(g)相區(qū)：物系點(diǎn)和相點(diǎn)：定義；在單相區(qū)，物系點(diǎn)與相點(diǎn)重合；在兩相區(qū)，物系點(diǎn)與兩個(gè)相點(diǎn)在同一條水平線上。BApT=const.lgl+gpA*液相線氣相線xBpB*(Vapour position diagram)二、 T-x 圖（沸點(diǎn)組成圖） (Boiling position d