《物理化学教学课件》 物化01-0304.pptVIP

硫的相图 当硫从液态缓慢冷却时，首先析出的是什么； 当快速冷却时，可能析出的是什么。 单斜硫 正交硫 水的相图（高压部分） 1-3 流体的pVT状态图，气液相变和临界现象 State Diagrams, Gas-Liquid Transitions and Critical Phenomena of Fluids 对纯物质系统，有： 1.流体的pVT 状态图(state diagrams of fluids) 理想气体(ideal or perfect gas)的微观特征： 气体分子本身大小可以略去不计， 分子在没有接触时相互没有作用，分子间的碰撞是完全弹性的碰撞。 pV = nRT 了解一下：上式是不考虑量子效应(quantum effect)的理想气体的状态方程，在极低温下量子效应显著时不符合实际。 当压力很低时，实际气体分子间距离很大，相互作用可以忽略，近似为理想气体。 硬球流体：它与理想气体的差别仅仅是理想气体分子可以看作是质点，而硬球流体分子是一个球，其状态方程 ： 分子大小可以忽略是理想气体分子的一个重要特征，作为比较： 了解一下： 理想气体 pV = nRT 恒温面 恒压面 恒温线 恒压线 1.流体的pVT 状态图(state diagrams of fluids) 实际流体 ★流体pV图恒温线上的水平线段是存在气液相变化的特征 2.气液相变(gas-liquid phase transitions) ijk－相平衡，气体凝结趋势与液体挥发趋势 i、ijk 饱和蒸气 k、ijk 饱和液体 pijk－饱和蒸气的压力,液体的饱和蒸气压 3.饱和蒸气与饱和液体性质随温度变化 (temperature dependence of saturated vapor and liquid) kci—双节线，气液共存区的边界线 ck—饱和液体线，p*～V m(l) ci —饱和蒸气线，p*～V m(g) 线段逐渐缩短，V m(l)与V m(g)愈来愈接近，表示液体与气体的差别愈来愈小 ★随着温度升高，水平 4.临界点(critical point)—气体与液体共存的极限，气体与液体的差别消失 临界点 超临界流体 临界温度 Tc 临界压力 pc 临界体积 Vc 临界点判据可以用热力学第二定律推导得到。 临界点附近，物质呈现很奇妙的特性，比如：保持体系的体积为临界体积，而让温度逐渐从高温趋近临界点，体系的比热会呈现如下特点： 比热： 两相密度差： 也就是比热在临界点处趋向无穷大。如果让温度从低温逐渐接近临界点，那么平衡的汽液两相的密度差会呈现如下特点： a和b称为临界指数，它们是普适的常数。 了解一下：临界性质 超临界流体 ：温度压力略高于临界点的流体。 超临界流体的特点 ： (1)密度较高，能像一般液体溶剂那样溶解许多固体物质或液体物质。 (2) 恒温下略微降低压力或恒压下略微升高温度，体积将有较大增加，密度将有较大减少，那些被溶解物质的溶解度相应地将显著下降而导致析出。 (3)虽然超临界流体的密度较高，粘度却较低，有利于传质。 6.压缩因子图(compressibility factor chart) 压缩因子(compressibility factor)的定义： 物理意义：在一定的温度和压力下，实际气体 与理想气体体积之比 理想气体， Z=1； Z≠1，表明偏离理想气体。 特点： ★ p→0，Z →1 ★ p↑，高温 ★ p很大，Z 1， → ★ p↑，低温 定义波义耳温度(Boyle temperature)TB ： 波义耳温度是物质（气体）的一个特性 Z 大，气体难压缩；Z 小，气体易压缩 波义耳温度高，气体易液化 1-4 包括流体相和固相的pVT状态图和相图 State Diagrams and Phase Diagrams with Fluid and Solid Phase Included 1.pVT状态图(state diagrams) 1.pVT状态图(state diagrams) 1.pVT状态图(state diagrams) 1.pVT状态图 2.相图(phase diagrams) ★如果系统中存在互相平衡的两相(气液、气固、液固)，两相共存区一定垂直于p-T平面，它们在p-T面上的投影必定是p-T面的曲线，或者说纯物质两相平衡压力仅依赖温度，与体积无关。 水的相图 oa－水的气液平衡线；水的饱和蒸气压随温度的变化；水的沸点随压力的变化 ★两相平衡压力仅是温度的函数，而与体积无关。 t / ℃ -10 -5 0.01 20 100 374 ℃ p* / Pa 285.7 421.