[理学]第九章相变.ppt

§1单元系一级相变的主要特征 4，二级相变：没有体积的变化，也没有相变潜热，可有热膨胀系数的改变、等温压缩系数发生突变等。常见而复杂 2. 相变潜热 2）用焓表示相变潜热 例2：（1）求温度为250℃时水的汽化热；（2）求压强为15atm时水的沸点及汽化热。 §2 气液相变 蒸发与沸腾的区别与联系 ② 影响饱和蒸汽压的因素 A．威尔逊云室的原理 二，沸腾 2．液体沸腾的条件 如果温度继续升高，当饱和蒸汽压增大到外界气压时，就不能再靠增大体积来维持平衡。气体膨胀和液体汽化的竞争，彼此促进，远离平衡，当外界压强与饱和蒸汽压相等时，就不能通过体积改变实现平衡，平衡打破就是沸腾。可见，外界压强与饱和蒸汽压相等就是液体沸腾的条件。 4．液体也会出现达到沸点时不沸腾的现象，称为过热液体 5．气泡室的工作原理 三，等温相变 2．等温压缩是实现液化的典型方法 临界点，等温压缩的局限：如果温度升高，将会有更多的分子跑出液面称为气体，饱和蒸汽压将增大，气、液之间的差别将缩小，代表相变的平台直线段BC的长度将缩短。当温度升高到体定程度时，相变直线段BC将收缩成一个点K，称为临界点，记为Tk，如果温度再升高，不论怎么压缩气体，都不能使气体液化，而只有单元气相。 3．有必要强调，气体液化的方法是多种多样的。自学例3 §3 克拉铂龙方程 2、根据热力学第二定律求dp/dT 克拉铂龙方程反映的是相变温度随压强的变化关系 原油分馏 三、熔点与压强的关系 反常膨胀的实验验证 四，克拉铂龙方程的又一应用 例 4 本例可得方程的另一种形式 §5 范德瓦尔斯等温线 3，范德瓦尔斯等温线在一定的程度上描述了液休的状态。 2，反映了亚稳态的存在 由捌点的数学表示得临界参数 §7，固气相变 三相图 4，三条相变曲线相交于一点——三相点 升华曲线OS在O点处的斜率为 三相图 2、三相点的作用 3、三类相变的能量关系 临界状态参量： Vk=3b ， Tk=8a／27Rb， Pk=a/27b2 由此可见，范氏方程式中的常数a、b可以确定K点的有关态参量，这是临界点的又一实际意义。给出一确定a, b的实验方法。 关于对此物态方程让同学们自学。 一，固气相变 1、 何谓升华？何谓凝化？何谓升华热？ 固———气，升华， 气———固，凝华， 对应的相变潜热，称为升华热。 2、典型的升华例子：典——典蒸汽，冰糕————水蒸汽， CO2（干冰）————气 3、升华曲线OS：升华时，只有dp/dt 0。曲线是向上偏右发展 P－T图中，汽化曲线、溶解曲线和升华曲线相交于一点，这一点对应于三相平衡共存，所以称为三相点。三相点集中反映了三条相变曲线的区别，相关信息也非常有用。 例题7：在三相点O处，水的汽化热为lv =607Kcal.kg-1，升华热为ls = 687Kcal.Kg-1，气相的比容为vg =2 .1×102m3kg-1.液相的比容v1和固相比容vs比起vg来都可忽略不计。证明在三相点处，汽化曲线OK和升华曲线OS的气化率是不同的。 解：汽化曲线OK在O点处的斜率为 在三相点处，汽化曲线和升华曲线的斜率不同，但是差别不大。作图，应当反应出这种差别。 二，三相图 对立统一规律最唯物辨证法的基本规律，也是自然现象的基本规律。分子间的相互作用力和分子的热运动构成了物质内部的矛盾运动。如果和外界没有较大的能量交换，则只是加剧热运动，但不会造成物相的改变，这是量变阶段，从而表现出稳定的物态。但是若吸收的能量足以造成矛盾双方力量的改变，则矛盾的主要方面发生转化，发生质变，物相发生变化。 六种相变三条相变曲线将P—T图分成了三个不同的物相区域，这样的P—T图便称之为三相图。 1，CO2和H2O的三相图 两个图的主要区别：（1）三相点状态不同，如图所示； （2）三相点处变化的情况不同，对于CO2，OS和OL是共线的；H2O，没共线的情况 （1）可以知道固，液，气三相中任意两相平衡共存以及相的相互转化的条件。或者说，根据物质所处的热学状态能判断所处的相，以及要发生相变需要创造什么条件。 （2）三线相交于一点，即三相点。三相点的参温度和压强是物质禀性的反映，常作为参照标准。国际温标就把水的三相点的温度273.16℃的273.16分之一规定为1K。 （3）三相图还可以帮助我们分析一种物质在某一压强和温度下的状态，以及它将朝什么方向变化。 * 第九章相变 普遍联系的原则是自然界最基本的原则。自然界中许多物质都以固、液、气三种集聚态存在，然而物质的三态可以互相转化并为物质本的性所决定。例如，常态下液体的水可变成水蒸汽，也可变成冰，而且冰可直接变成汽。都非常形象地说明了这种联系。显然，这一系列转化都与物质内部微粒的热