资源描述：
《水的相图分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、‘‘,第巧卷第期郑州牧专学报犷’年月,一,叹,口〔荆叹月,,,、一,伫万水的相图分析与研究‘郭学申基础部水是世界上同人类关系最密切、分布最普遍的一种物质。它的广泛应用,同它自身的许多重要性质相关,这也是人们不断深化对水认识的重要原因。水的相图就是研究水的三态变化而获得的成果诸如水的蒸发,雨和冰雹的形成,严冬里冰、雪的消失等自然现象,都是在认识了水的聚集状态同温度、压力的关系之后,才得到圆满的解释。,一只开,。众所周知口吝器中的水放置久了就会减少我们说发生了燕发作用用分子运动论来解释,是因一些分子具有足够
2、克服它周围邻近分子的吸引,而逸出液面形成蒸,。,气即蒸发到液面上方的空间里若容器是密闭的分子逸出液面后可能会碰到器壁反弹回来,撞击液面而被液体俘获。分子由气体状态回到液体状态,叫凝聚作用。当蒸发速度与凝聚速度相等时,则液态水和蒸气,或者说水的液相和气相就处于动态平衡体系中若以平衡体系中燕气所产生的压力一蒸气压对温度作图见图,就得到水《液态肠卯、﹃、矛比,‘只田艺︵沮度图温度对平衡燕气压的影晌收稿时间一】一佗一一郑州牧专学报年一,巴一,巴匕主一巴一三竺竺三三纽,竺竺巴三纽,,及其蒸气两相能够平衡共存的曲线
3、。例如,若水的蒸气压为,水和蒸气两相能在时共存,或压力为时,能在七时共存,或压力为、外界大气,。压能在时共存曲线上的任一点都表示液体水及其蒸气压能共存的温度一压力条件对于每个温度点或压力点,都有一个独特的共存关系或平衡蒸气压或温度值换句话说,假若温度保持不变,则平衡时蒸气压也就不变。图是水自下相图。表示平衡体系中水和水蒸气共存的条件,称为沸点曲线。它表示在特定压力时水沸腾的温度。当平衡体系的蒸气压与外界大气压、相等时,水沸腾的温度为该温度为水的正常沸点或标准沸点。液休的沸点就是它的蒸。,,,,气压等于外
4、界压力时的温度由此可知减小外界压力沸点就会降低例如用泵将一装水容器抽空到时,则只要将此水加热到℃,水在其中就沸腾了。由于高山上的压力低于,所以水在低于正常沸点℃的温度沸腾,这就是在高山卜煮’’、食物不易熟的原因。同样,增大压加寸,液体沸点将升高如工业用锅炉内保持倍于外界大气压力,则水的沸点为℃,就可获得高压蒸气。煮饭用的高压锅中水的沸点就高于水的正常沸点,用它煮食物快于敞口容器也是这个道理。、压力,,·”印‘。一‘一,、今“,’幸︸、服,厂,。,,。。,匆卜尸一一丁一一‘荟,”一确一—「厂一,’一气固一
5、一一二让】架口几石‘、匕是一‘傀吸、,万温度图的相图点称为临界点,其温度为℃,压力为。临界点的温度称临界温度,即在这个温度时,不管加压到多大也不能使水蒸气液化。固体也有蒸气压,尽管低到可以忽略的地步。固体的气化作用叫升华。在温度低于冰点的严冬里,冰和雪的消失就是固体升华现象的佐证。象樟脑、干冰固体都有较快的升华作用。如果将固体的蒸气压对温度作图,即得到图中的曲线,该曲线叫冰的蒸气压曲线或冰的升华曲线,也叫凝固点或冰点曲线。它表示冰及蒸气两相能在平衡体系中共存的条件。由曲线可知,形成雪的温度和压力,都必须
6、分别低于℃和称为熔点曲线,它表示在没有蒸气的情况下,固体和液体两相共处于平衡状态中相对应的温度与压力。曲线上每一个点都代表一个熔点。从线接近垂直来看,说明熔第期郭学申水的相图分析与研究一一‘一‘一一点温度与压力变化的关系不大,如蒸气为时,冰的熔点为℃,在常压下,冰的熔点为℃,其改变量仅为℃若将这种影响与压力对沸点的影响一相比压力也从上升到,沸点将从℃改变到℃,一共改花星为℃。有趣的是,水的固相一液相平衡曲线有一个负斜率问题,这意昧着,随压力的增加两相能够平衡存在的温度反而下降了。换言之,压力增高,熔点则
7、降低。这是水与众不同的独有。特性。其原因是由于冰的密度比水小一或者说冰的体积比同重量水旷体积大,所以增加压力时冰将转化为水,要维持冰、水两相共存,则必须降温。也就是说,随外加压力的增大,冰的熔点则降低。实验测定知,每增加,约使冰的熔点降低℃。与此相反,几乎是所有的其它物质,都是随压力的增加而熔点升高,即熔点曲线是一个正斜率。如二氧化碳的相图见图是正常的。一压勺八才夜禅下··,才一凡认。、一、‘七‘一‘未一一,一一一温生七图的相图图中的点,是冰一水门长蒸气三相能够共存的条件,也叫三相点。该点的压力是,温度
8、为℃是我国物理化学家黄子卿首先测得的。在℃时水的液态和固态具有相同的蒸气压,除此以外,在其它任何温度时,液态和固态的蒸气压都不相等。应当指出,三相点与凝固点冰点是不同的,前者系指三相平衡的燕气压下液、固两相平衡的温度,后者是指在常压下液、固两拟平衡时的温度。实验测得纯水在常压下的冰点为℃,而通常所说水的冰点是℃,实际是常压下被空气饱和了的水与冰两相平衡的温度,即溶解有空气的水溶液的冰点。由于空气溶解于水,致使水的冰点下降了℃。可见、相图是研
