浙大普化-第2讲

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1、回顾相、相变与物态理想气体状态方程，理想气体/分压；分体积，计算注意单位低压实际气体真实气体状态方程/范德华方程气体液化/临界状态,丙烷液化气压力不变/氧气变小超临界流体121.3饱和蒸气压凝聚态物质：液态物质和固态物质统称为凝聚态物质。“气”与“汽”区别：凡与自然状态下的各种气体有关的词语，一般用“气”；与非自然状态下的各种气体有关的词语，一般用“汽”。液体变气体叫“汽化”，不能写作“气化”。“气化”是中医学的专门术语，指人体三焦之气的运行变化。3“蒸汽”指“水蒸气”；“蒸气”指的是液体或固体因蒸发、沸腾或升华而变成的气体，如“水蒸气”。“暖气”指蒸汽或热水通过管道输送到建筑内的散热器

2、中，散出热气，使室温增高。“汽暖”则是指上述供暖方式。把煤气压缩成液体，称为“液化气”；“汽水”“汽酒”却用“汽”词，这几种情形，不很合字的本义，但因为人们使用中约定俗成而定型。4饱和蒸气压与液体（或固体）平衡共存的蒸气的压力是凝聚态物质的饱和蒸气压。饱和蒸气压可以简称为蒸气压，用ps来表示。液体饱和蒸气压是液体的基本性质，那么饱和蒸气压与什么有关呢？通过实验发现：液体饱和蒸气压与液体的温度有关。饱和蒸气压与万有引力一样任何物质都存在,只是有大小之分;有些可能非常之小,微不足道.5饱和蒸气压实验测定可以用一个简单的实验装置来测定。6从热力学有关理论，可以推出饱和蒸气压与温度之间的关系为：饱和蒸

3、气压与温度定量关系此式称为克劳修斯-克拉贝龙方程，克-克方程。此式也适用于固-气两相平衡，但蒸气应该是理想气体。此式表达的是饱和蒸气压对数与温度的导数关系，微分方程。7d之意为“差值”，difference;也可用表示（小写为），与d相似，意思也相似。比如中学学过的H。一般差值大，用；差值小用d；数学上d就是微分的符号，dp就是p的差值（增量或减量）；dp/dT是导数。8克-克方程取不定积分：9取定积分：Hvap是摩尔蒸发焓。Hvap是摩尔蒸发焓。10克拉佩龙方程（Clapeyron)表示压力对两相平衡温度（如沸点、熔点或晶型转变点等）的影响。适用于所有物质。110C时冰的熔

4、化热为6008Jmol-1,冰的摩尔体积为19.652mlmol-1,液体水的摩尔体积为18.018mlmol-1。试计算0C时水的凝固点改变1C所需的压力变化。解：12例题溜冰鞋冰刀的刀口，长宽分别是8.0cm和0.025mm。若某人的体重为70kg，试计算施加于冰面的压力以及此压力下冰的熔点。（已知冰的熔化热6.01kJ·mol-1，冰的密度0.92g·cm-3）[解]13基本概念Hvap,摩尔蒸发焓;液体-气体的转变；Hsub,升华焓;固体转变为气体；Hm,熔化热;固体转变为液体。14克-克方程与克拉佩龙方程之关系严格的方程为克拉佩龙方程，15饱和蒸气压计算例子已知水在3

5、73.15K下的饱和蒸气压等于101325Pa，水的摩尔蒸发焓为40670J/mol。（1）计算298.15K下水的饱和蒸气压；（2）在95000Pa的气压下，水的沸点。[分析]饱和蒸气压与温度有关，有克-克方程，直接从克-克方程就可以就出来。[解][1]T1=373.15K,ps(373.15)=101325Pa,Hvap=40670J/mol,由此求得：ps(298.15)=3746Pa16[2]T1=373.15K,ps(373.15)=101325Pa,ps(T2)=95000Pa,Hvap=40670J/mol,可以解得T2=371.33K。事实上，液体饱和蒸气压不仅仅与液体的温

6、度有关。液体压力越高，液体的饱和蒸气压也越高。17提取实验参数[例]通过测量不同温度下水的饱和蒸气压，计算水的蒸发热。实验测得不同温度下水的饱和蒸气压的数值如下表：温度T／℃010255080100pS／Pa610.471227.73167.7123334734210132518[分析]根据公式，可以将lnps对1／T进行作图19由作图得到直线的方程为：因此，水的蒸发热Hvap＝5210.2×8.314＝43317.6J·mol-1液体的饱和蒸气压与液体的种类有关。通常，室温下饱和蒸气压高的液体，称为易挥发液体。显然，易挥发液体的沸点较低。20饱和蒸气压与压力关系依据热力学理论可以推导得到：

7、由于气体的摩尔体积Vm(g)是液体摩尔体积Vm(l)的上千倍，因此液体饱和蒸气压随液体压力的变化比较小，一般可以不考虑。21克-克方程或克拉佩龙方程的应用液-气固-气固-液221.4水的相图水是一种重要的化学物质，外太空探索就是先找水。是不是我们对水是完全理解了？没有！水有三态的变化：气、液、固；有冰-水，水-水蒸气，冰-水蒸气，和冰-水-水蒸气几种平衡。从实验获得的这几种平衡变化的结果可以用图示