材料熱力學(xué)之相平衡(編輯修改稿)
2025-01-19 23:35 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 三相點(diǎn)是物質(zhì)自身的特性 ，不能加以改變， 冰點(diǎn)是在大氣壓力下 ,水的氣、液、固三相共存冰點(diǎn)溫度為 大氣壓力為 時(shí)改變外壓，水的冰點(diǎn)也隨之改變?nèi)帱c(diǎn)與冰點(diǎn)的區(qū)別 冰點(diǎn)溫度比三相點(diǎn)溫度低 是由兩種因素造成的：(1)因 外壓增加 ，使凝固點(diǎn)下降 ；(2)因 水中溶有空氣 ，使凝固點(diǎn)下降 167。 理想的二組分液態(tài)混合物的氣 液平衡相圖一、相律分析四、杠桿規(guī)則五、蒸餾（或精餾）的基本原理二、 pxy相圖三、 Txy相圖 對(duì)于二組分系統(tǒng)， C=2, f =4 ?, ? 至少為 1，則 f 最多為 3。保持一個(gè)變量為常量，從立體圖上得到平面截面圖。（ 1） 保持溫度不變， 得 pxy 圖 較常用（ 3） 保持組成不變，得 Tp 圖 不常用。（ 2） 保持壓力不變， 得 Txy 圖 常用 這三個(gè)變量通常是 T， p 和組成 x,y。所以要表示二組分系統(tǒng)狀態(tài)圖，需用三個(gè)坐標(biāo)的立體圖表示。一、相律分析 兩個(gè)純液體可按任意比例互溶，每個(gè)組分都服從 Raoult定律，這樣的系統(tǒng)稱(chēng)為理想的 液體混合物二、 pxy 圖 如苯和甲苯，正己烷與正庚烷等結(jié)構(gòu)相似的化合物可形成這種系統(tǒng)。液相方程理想的完全互溶雙液系A(chǔ)B氣相方程或AB液相線氣相線 即易揮發(fā)的組分在氣相中的含量大于液相中的含量，反之亦然。若 則AB液相線氣相線相圖分析（ 1）靜態(tài)分析 在液相線和氣相線之間的 梭形區(qū) 內(nèi)， 是氣 液兩相平衡。 在等溫條件下， pxy 圖分為 三個(gè)區(qū)域 。在 液相線之上 ，是 液相區(qū) 。 在 氣相線之下，是氣相區(qū)。 。AB液相線pxA ： 液相線； 直線pyA ： 氣相線； 曲線M點(diǎn)：物系點(diǎn)E， F： 相點(diǎn) 例：正戊烷（ A）和正己烷（ B）可形成 Is，總組成 ZA=。當(dāng) t=℃ 時(shí)壓力達(dá)到多大，體系全部變?yōu)橐合?？壓力降到多少，體系全部為氣相？ pA*= atm pB*= atmAB三、 Txy 圖亦稱(chēng)為沸點(diǎn) 組成圖 Tx圖在討論蒸餾時(shí)十分有用，因?yàn)檎麴s通常在等壓下進(jìn)行。 外壓為大氣壓力， 當(dāng)溶液的蒸氣壓等于外壓時(shí)，溶液沸騰 ，這時(shí)的溫度稱(chēng)為 沸點(diǎn) 。 某組成的蒸氣壓越高，其沸點(diǎn)越低，反之亦然。 Tx圖可以從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)直接繪制。也可以從已知的 px圖求得。381K373K365K357K從 px 圖繪制從 實(shí)驗(yàn)繪制 Tx 圖AB定壓混合物起始組成為 x1加熱到溫度為 T1液體開(kāi)始沸騰對(duì)應(yīng)氣相組成為 x2組成為 F的氣體冷到 E有組成為 x1的液體出現(xiàn)E點(diǎn)稱(chēng)為露點(diǎn)將泡點(diǎn)都連起來(lái)，就是液相組成線D點(diǎn)稱(chēng)為泡點(diǎn)AB定壓將露點(diǎn)都連起來(lái)，就是氣相組成線四、杠桿規(guī)則（ Lever rule）在 Tx圖上，由 nA和 nB混合成 的物系的組成為 xA 落在 DE線上所有物系點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的液相和氣相組成，都由 D點(diǎn)和E點(diǎn)的組成表示。 AB定壓加熱到 T1溫度，物系點(diǎn) C 落在兩相區(qū) DE線稱(chēng)為等溫連結(jié)線AB定壓 液相和氣相的數(shù)量借助于力學(xué)中的杠桿規(guī)則求算 以物系點(diǎn)為支點(diǎn)，支點(diǎn)兩邊連結(jié)線的長(zhǎng)度為力矩，計(jì)算液相和氣相的物質(zhì)的量或質(zhì)量這就是杠桿規(guī)則，可用于任意兩相平衡區(qū)或 若已知 可計(jì)算氣、液相的量 AB定壓 杠桿規(guī)則計(jì)算公式的推導(dǎo)若已知的是質(zhì)量分?jǐn)?shù) 例：甲苯和苯能形成 Is，已知在 90℃ 時(shí)兩純液體的飽和蒸氣壓分別為 。① 求在 90℃ ， p=101325Pa時(shí)甲苯和苯系統(tǒng)達(dá)氣液平衡時(shí)兩相的組成。② 若有 平衡系統(tǒng)，求氣液兩相的量各為多少？一、 熱分析法二、 溶解度法三、形成化合物的系統(tǒng)167。 簡(jiǎn)單的不互溶二元系固 液相圖一 . 熱
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