物化朱文涛22纯物质相平衡.pptVIP

* * 作业：5，6，8，9 阅读：A. 7.1 7.2 7.3 7.4 10.1 10.2 6－3 纯物质的两相平衡 (2-phase equilibrium for pure substance) 一、 Clapeyron方程 （Clapeyron’s Equation） 相律分析：在T，p下纯物质呈两相平衡，则f＝1－2＋2＝1，∴ T，p中只有一个独立变量，即p＝f (T)，具体函数关系是什么？ 对于纯物质B的任意两相平衡 B(?相，T，p) B(?相，T，p) B(?，T，p) B(? ，T，p) μB(?) = μB(?) dμB(?) = dμB(?) -Sm(?)dT+Vm(?)dp = -Sm(?)dT+Vm(?)dp [Vm(?)-Vm(?)]dp = [Sm(?)-Sm(?)]dT ?Vmdp = ?SmdT ∵等T，p，可逆相变，∴?Sm＝?Hm/T dp dT ?Hm T?Vm = Clapeyron’s Equation 方程适用于纯物质的任意两相平衡 1、g-l平衡 上式意义：蒸气压与T的关系 dp dT ?glHm T?glVm = ?glVm≈Vm(g) ≈ RT p （近似） Clausius - Clapeyron Equation （克－克方程） (1) 条件：纯物质g-l平衡（近似：忽略Vm (l)，理气） (2) 若近似?glHm不随T变化，则 测气化热的依据 若取两个温度，则 2、s-g平衡 描述固体蒸气压与温度的关系 克－克方程 3、s-l平衡 描述 Tf*～p关系 例如：水 p↑ Tf* ↓ 二、压力对蒸气压的影响 (Effect of pressure on vapour pressure) 纯液体 pV= f(T,p) 其中T的影响服从克－克方程，p 的影响如何？ ∴ p ↑ pV ↑ 定性分析： g g T, pV,2, p惰 T, pV,1 l T, p1=pV,1 l T, p2= pV,2+p惰 l (T, p1) l (T, p2) 例如H2O(l,100℃,p ) 加入惰性气体 H2O(l,100℃,10p ) 实验测定： 实验结果与上述分析情况相同 p l g, pV 半透膜 定量处理 等T下： ① ② ∴ p ↑ pV ↑ 值很小，表明pV对p不敏感 6－4 纯物质的相图 (Phase diagram for pure substance) 相图引言：相平衡主要靠实验测定，将实验结果用图 的形式表示出来。 纯物质的相律分析： f ＝ 1－φ＋2 ＝ 3－ φ φmax = 3 φ = 1 f=2 在p－T图上是一块面积 φ = 2 f=1 在p－T图上是一条曲线 φ = 3 f=0 在p－T图上是一个点 水的相图 (The phase diagram for water) C B O A D p T H2O (g) H2O (l) H2O (s) ①三条线：OA, OB, OC 三个区： 三相点(triple point)： 0.0099℃, 610.6 Pa 与冰点不同（自学） ③ 用途：指明条件，可查得系统的相态； 当条件变化时，预测系统的相变情况。 ②几点说明： OA：不能无限延长，A(Tc, pc) OB：不能无限延长，2000 以上已发现7种不同的冰 OD：过冷l-g平衡，至今已测至 -43℃ p p 两点说明 1.几种相态: ★超临界流体 supercritical fluid ★介晶态 mesomorphic state 液晶 玻璃 高分子材料 2.高级相变: 例如 ★铁升温, 在769℃时由铁磁体转变成顺磁体 ★汞降温, Hg(4.2K) →Hg(4.2K, superconductivity) ★氦降温, He(l, 2K) →He(l, 2K, superfluid) *