物化朱文涛22 纯物质相平衡课件.ppt

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1、作业：5，6，8，9阅读：A.7.17.27.37.410.110.26－3纯物质的两相平衡(2-phaseequilibriumforpuresubstance)一、Clapeyron方程（Clapeyron’sEquation）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[

2、Vm()-Vm()]dp=[Sm()-Sm()]dTVmdp=SmdT∵等T，p，可逆相变，∴Sm＝Hm/TdpdTHmTVm=Clapeyron’sEquation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dpdTglHmTglVm=glVm≈Vm(g)≈RTp（近似）Clausius-ClapeyronEquation（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、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(Effectofpressureonvapourpressure)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：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)加入惰性气体H2O(l,100℃,10p)实验测定：实验结果与上述分析情况相同plg,pV半透膜定量处理等T下：①②∴p↑pV↑值很小，表明pV对p不敏感6－4纯物质的相图(Phasediagr

4、amforpuresubstance)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－φφmax=3φ=1f=2在p－T图上是一块面积φ=2f=1在p－T图上是一条曲线φ=3f=0在p－T图上是一个点水的相图(Thephasediagramforwater)CBOADpTH2O(g)H2O(l)H2O(s)①三条线：OA,OB,OC三个区：三相点(triplepoint)：0.0099℃,610.6Pa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

5、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℃pp两点说明1.几种相态:★超临界流体supercriticalfluid★介晶态mesomorphicstate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)6－5二组分理想溶液的g-l平衡相图(Diagramofg-lequilibriumforabinaryide

6、alsolution)相律分析：f＝2－φ＋2＝4－φφ=1fmax=3f=0φmax=4所以，要画三维空间图形为方便，用条件自由度（固定一个条件）f＝3－φT固定p-x图p固定T-x图x固定p-T图二维图形，其中T-x图用得最多，p-T图用得最少。一、p-x图（蒸气压－组成图）在一定温度下，测量不同组成的溶液的蒸气压及平衡气相的组成（也可由Raoult定律计算）液相线：直线，p～xB(sln)气相线：曲线，p-yB(g)相区：物系点和相点：定义；在单相区，物系点与相点重合；在两相区，物系点与两个相点在同一条水平线上。BApT=const.lgl+gpA*液相

7、线气相线xB→pB*(Vapourpressure-compositiondiagram)二、T-x图（沸点－组成图）(Boilingpoint-compositiondiagram)BATp=const.g(f=2)l+g液相线气相线xB→l(f=2)(f=1)T-x图的由来：①由p-x图转换②直接测xB,Tb,yB相区：如图应用：↑泡点线↓露点线