[工学]第5章 多组系统热力学和相平衡二.pptVIP

1. 自由度数 2. 相律的推导 3. 组分数（number of independent component） 5.杠杆规则（Lever rule） §5-9 单组分系统的相图 2. 水的相图 2. 水的相图 §5-10 二组分理想液态混合物的气-液平衡相图 1. 压力-组成图 2. 温度-组成图 §5-11 二组分真实液态混合物的气-液平衡相图 2.压力-组成图 3.温度-组成图 §5-11 二组分液态部分互溶系统及不互溶系统 2.部分互溶系统的温度-组成图 4.完全不互溶系统的温度-组成图 §5-13 二组分固态不互溶系统液-固平衡相图 2.热分析法 5-14 二组分固态互溶系统液-固平衡相图 1.固态完全互溶系统 2.固态部分互溶系统 3.生成稳定化合物系统 4.生成不稳定化合物系统 作含20?Cd，80?Bi的步冷曲线。 至D’点，熔液全部凝结为Bi(s)和Cd(s)，温度又开始下降； 含70?Cd的步冷曲线d情况类似，只是转折点F处先析出Cd(s)。将转折点分别标在T-x图上。 作含40?Cd的步冷曲线 将含40?Cd，60?Bi的系统加热熔化，记录步冷曲线如C所示。开始，温度下降均匀，到达E点时， Bi(s)，Cd(s)同时析出，出现水平线段。 当熔液全部凝固，温度又继续下降， 将E点标在T-x图上。 完成Bi-Cd T-x相图 将A,C,E点连接，得到Bi(s)与熔液两相共存的液相组成线； 将H,F,E点连接，得到Cd(s)与熔液两相共存的液相组成线； 将D,E,G点连接，得到Bi(s),Cd(s)与熔液共存的三相线；熔液的组成由E点表示。 这样就得到了Bi-Cd的T-x图。 固态完全互溶系统 固态部分互溶系统 两个组分在固态和液态时能彼此按任意比例互溶而不生成化合物，也没有低共熔点，称为完全互溶固溶体。Au-Ag，Cu-Ni，Co-Ni系统属于这种类型。 以Au-Ag相图为例，梭形区之上是熔液单相区，之下是固体溶液（简称固溶体）单相区，梭形区内是固-液两相共存，上面是液相组成线，下面是固相组成线。 保持一个变量为常量，从立体图上得到平面截面图。 （1） 保持温度不变，得 p-x 图 较常用 （3） 保持组成不变，得 T-p 图 不常用。 （2） 保持压力不变，得 T-x 图 常用 对于二组分系统，C=2，F=4–P。 P 至少为1，则 F最多为3。这三个变量通常是T，p 和组成 x。所以要表示二组分系统状态图，需用三个坐标的立体图表示。 (1) p-x图 设 和 分别为液体A和B在指定温度时的饱和蒸气压，p为系统的总蒸气压 理想的液体混合物 液相线 这是 p-x 图的一种，把液相组成 x 和气相组成 y 画在同一张图上。液相蒸气总压与蒸气组成关系线称作气 相线。 p-x-y 图 如果 ，则 ，即易挥发的组分在气相中的组成大于液相中的组成，反之亦然。 在等温条件下，p-x-y 图分为三个区域。在液相线之上，系统压力高于任一混合物的饱和蒸气压，气相无法存在，是液相区。 在气相线之下，系统压力低于任一混合物的饱和蒸气压，液相无法存在，是气相区。 在液相线和气相线之间的梭形区内，是气-液两相平衡。 a d c b h f e T-x图 亦称为沸点-组成图。若外压为大气压力，当溶液的蒸气压等于外压时，溶液沸腾，这时的温度称为沸点。某组成的蒸气压越高，其沸点越低，反之亦然。 T-x图在讨论蒸馏时十分有用，因为蒸馏通常在等压下进行。T-x图可以从实验数据直接绘制。也可以从已知的p-x图求得。 在T-x图上，气相线在上，液相线在下，上面是气相区，下面是液相区，梭形区是气-液两相区。 a d c b 1.蒸气压-液相组成图 一般正偏差的系统 如图所示，是对拉乌尔定律发生正偏差的情况，虚线为理论值，实线为实验值。真实的蒸气压大于理论计算值。 一般负偏差系统 如图所示，是对拉乌尔定律发生负偏差的情况，虚线为理论值，实线为实验值。真实的蒸气压小于理论计算值。 最大正偏差系统 蒸气压出现最大值。 最大负偏差系统 蒸气压出现最小值。 一般正偏差系统 一般负偏差系统 最大正偏差系统 最大负偏差系统 最大正偏差系统 最大负偏差系统 最低恒沸点 恒沸混合物 最高恒沸点 1. 部分互溶液体的相互溶解度 H2O 苯胺 （1）具有高会溶温度 系统在常温下只能部分互溶，分为两层。 B点温度称为高临界会溶温度（critical consolute temperature） 。温度高于 ，水和苯胺可无限混溶。 下层是