北京大学药学院：《物理化学 Physical Chemistry》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 相平衡（4.2）单组分系统

全国高等医药教材建设委员会 卫生部规划教材物理化学第6版 第二官单组分统 冷冻干燥机

第二节 单组分系统

单组分条统相律 平衡 ·单组分系统相律的一般表达式为 f1-+2=3- 单组分系统最多有三相共存最多可有两个自由度,一般是温 度和压力 最常见的二相平衡有 ; S s,+g; 2;f=1 单组分系统两相平衡时温度和压力只有一个是独立的它们 之间有函数关系克克方程就是讨论这种关系的 人氏卫比出版

单组分系统相律 • 单组分系统相律的一般表达式为: f=1- +2=3- • 单组分系统最多有三相共存,最多可有两个自由度,一般是温 度和压力. • 最常见的二相平衡有: l g; s l; s g;  =2; f=1, • 单组分系统两相平衡 时,温度和压力只有一个是独立的,它们 之间有函数关系.克-克方程就是讨论这种关系的

水的相图 平衡 E B 冰 水 D T 人氏卫比出版

A B D E C p T 水 气 冰 一、水的相图

水的相图 平衡 dp/dT=△Hm/△mVm 200C E 2×108Pa B/⑤界点 3740C 冰 水 223×10Pa D Inp/T T,0.0098°C T 人氏卫比出版

临界点 374oC, 2.23107Pa -20oC, 2.108Pa lnp~1/T dp/dT=fusHm/fusVm A B D E p T1 0.0098 T oC 水 气 冰 C 一、水的相图

水的相图 平衡 AB是气液两相平衡线,即水的蒸气压曲线。它不能任意 延长,终止于临界点。临界点p=22×10Pa,T=647K,这时 气-液界面消失。高于临界温度,不能用加压的方法使气体 液化。 AD是气固两相平衡线, 冰 水 即冰的升华曲线,理论上 可延长至0K附近。 610.16Pa 气 D 0.0098°C AE是液-固两相平衡线,当C点延长至压力大p=2×10Pa时, 相图变得复杂,有不同结构的冰生成。 人氏卫比出版

AB 是气-液两相平衡线，即水的蒸气压曲线。它不能任意 延长，终止于临界点。临界点p=2.2107Pa，T=647K，这时 气-液界面消失。高于临界温度，不能用加压的方法使气体 液化。 AD 是气-固两相平衡线， 即冰的升华曲线，理论上 可延长至0 K附近。 AE 是液-固两相平衡线，当C点延长至压力大p=2108Pa时， 相图变得复杂，有不同结构的冰生成。 A B D E C p T 610.16Pa 0.0098oC 水 气 冰 一、水的相图

水的相图 平衡 AC是BA的延长线,是过冷水和水蒸气的介稳平衡线。因为在 相同温度下,过冷水的蒸气压大于冰的蒸气压,所以AC线在 AD线之上。过冷水处于不稳定状态,一旦有凝聚中心出现, 就立即全部变成冰。 A点是三相点( triple point),气液-固三相共 冰 水 存,Φ=3,′=0。三相点的温 度和压力皆由系统自定。 610.16Pa 气 273.16 H2O的三相点温度为273.16K,压力为61016Pa 人氏卫比出版

AC是BA的延长线，是过冷水和水蒸气的介稳平衡线。因为在 相同温度下，过冷水的蒸气压大于冰的蒸气压，所以AC线在 AD线之上。过冷水处于不稳定状态，一旦有凝聚中心出现， 就立即全部变成冰。 A点 是三相点（triple point），气-液-固三相共 存，=3,f=0。三相点的温 度和压力皆由系统自定。 H2O的三相点温度为273.16 K，压力为610.16 Pa。 A B D E C p T 610.16Pa 273.16 水 气 冰 一、水的相图

水的相图 平衡 E B 冰 水 X N M Y 610.16Pa 气 D T273.16k 人氏卫比出版

A B D E C p T p  T1 T2 Y X N M 610.16Pa 273.16K 水 气 冰 F 一、水的相图

水的相图 平衡 两相平衡线上的相变过程 水的相图 TK 在两相平衡线上的任何一点都可能有三种情况 如AB线上的P点: (1)处于f点的纯水,保持温度不变,逐步减小压力,在无 限接近于P点之前,气相尚未形成,系统自由度为2。用升压 或降温的办法保持液相不变 人氏卫比出版

两相平衡线上的相变过程 （1）处于f点的纯水，保持温度不变，逐步减小压力，在无 限接近于P点之前，气相尚未形成，系统自由度为2。用升压 或降温的办法保持液相不变。 一、水的相图 在两相平衡线上的任何一点都可能有三种情况。 如AB线上的P点：

一、水的相图 平衡 p/Pa 水的相图 ↓g T (2)到达P点时,气相出现,在气液两相平衡时,f=1。压 力与温度只有一个可变。 (3)继续降压,离开P点时,最后液滴消失,成单一气相,f =2。通常只考虑(2)的情况。 人氏卫比出版

（3）继续降压，离开P点时，最后液滴消失，成单一气相，f = 2。通常只考虑（2）的情况。 一、水的相图 （2）到达P点时，气相出现，在气-液两相平衡时，f =1。压 力与温度只有一个可变

水的相图 平衡 三点与冰点的区别 相点是物质自身的特性,不能加以改变,如H2O的 三相点T=27316K,p=610.62Pa 冰点是在大气压力下,水、冰、气三相共存。当大气压 力为105Pa时,冰点温度为273.15,改变外压,冰点也随之改 变。 冰 水 610.16Pa 气 273.16K 人卫定发版

三相点与冰点的区别 三相点是物质自身的特性，不能加以改变，如H2O的 三相点T=273.16K，p=610.62Pa。 冰点是在大气压力下，水、冰、气三相共存。当大气压 力为105Pa时，冰点温度为273.15，改变外压，冰点也随之改 变。 A B D E C p T 610.16Pa 273.16K 水 气 冰 一、水的相图