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物理化學的相圖怎麼看

發布時間:2023-08-13 17:55:54

A. 請問相圖怎麼看比如CaO-SiO2-Al2O3渣系相圖怎麼看

你說的是三元渣系圖,渣系相圖是三個坐標,看圖有2種方法,看圖一般步驟如下:
注意:三相圖的每個頂角代表一種組元,三個組元成分相加應該等於100%。
看圖的步驟如下,有兩種情況,
1.是已知三種成分判定它的組織,首先根據成分做含量平行線,一般是和組元的對邊平行,三個平行線的交點就是你所查出的組織;
2.是根據組織判定各組元的成分,在已知成分點上畫出與其相交的三條平行線,對應的各坐標點就是它的成分。

B. 物理化學相圖中的實線與虛線有什麼意義

物理化學 -> 5.2.2 典型相圖舉例

日期:2007-2-20 23:06:12 來源:來自網路 查看:[大 中 小] 作者:不詳 熱度:493

二、典型相圖舉例
(一)水的相圖
眾所周知,水有三種不同的聚集狀態。在指定的溫度、壓力下可以互成平衡,即

在特定條件下還可以建立其的三相平衡體系。表5-1的實驗數據表明了水在各種平衡條件下,溫度和壓力的對應關系。水的相圖(圖5-2)就是根據這些數據描繪而成的。
表5-1水的壓力~溫度平衡關系

溫 度
(℃) 體系的水蒸氣壓力(kPa)
(kPa)

(kPa)
(kPa)
-20
-15
-10
-5
0.00989
+20
+100
374 --
0.191
0.286
0.421
0.610
2.338
101.3
2.204x104 0.103
0.165
0.259
0.401
0.610
--
--
-- 1.996x105
1.611x105
1.145x104
6.18x104
0.610

1.兩相線:圖中三條曲線分別代表上述三種兩相平衡狀態,線上的點代表兩相平衡的必要條件,即平衡時體系溫度與壓力的對應關系。在相圖中表示體系(包含有各相)的總組成點稱為"物質點",表示某一相的組成的點稱為"相點",但兩者常通稱為"狀態點"。
OA 線是冰與水氣兩相平衡共存的曲線,它表示冰的飽和蒸氣壓與溫度的對應各相,稱為"升華曲線",由圖可見,冰的飽和蒸氣壓是隨溫度的下降而下降。
OC 線是(蒸)氣與液(水)兩相平衡線,它代表氣~液平衡時,溫度與蒸氣壓的對應關系,稱為"蒸氣壓曲線"或"蒸發曲線"。顯然,水的飽和 蒸氣壓是隨溫度的增高而增大,F 點表示水的正常沸點,即在敞開容器中發水加熱到 100℃ 時,水的蒸氣壓恰好等於外界的壓力(),它就開始沸騰。在壓力下液體開始沸騰的溫度稱其為"正常沸點"。
OB 線是固(冰)與液(水)兩相平衡線,它表示冰的熔點隨外壓變化關系,故稱之為冰的"熔化曲線"。熔化的逆過程就是凝固,因此它又表示水的凝固點隨外壓變化關系,故也可稱為水的"凝固點曲線"。該線甚陡,略向左傾,斜率呈負值,意味著外壓劇增,冰的熔點僅略有降低,大約是每增加1個,下降 0.0075℃ 。水的這種行為是反常的,因為大多數物質的熔點隨壓力增加而稍有升高。
在單組分體系中,當體系狀態點落在某曲線上,則意味體系處於兩相共存狀態,即 Ф =2,f = 1。這說明溫度和壓力,只有一個可以自由變動,另一個隨前一個而定。關於兩相線的分析以及斜率的定量計算將在"克拉貝龍方程式"討論。
必須指出,OC 線不能向上無限延伸,只能到水的臨界點即 374℃ 與 22.3×103kPa 為止,因為在臨界溫度以上,氣、液處於連續狀態。如果特別小心,OC 線能向下延伸如虛線 OD 所示,它代表未結冰的過冷水與水蒸氣共存,是一種不穩定的狀態,稱為"亞穩狀態"。OD 線在 OA 線之上,表示過冷水的蒸氣壓比同溫度下處於穩定狀態的冰蒸氣壓大,其穩定性較低,稍受擾動或投入晶種將有冰析出。OA 線在理論上可向左下方延伸到絕對零點附近,但向右上方不得越過交點 O ,因為事實上不存在升溫時該熔化而不熔化的過熱冰。OB 線向左上方延伸可達二千個壓力左右,若再向上,會出現多種晶型的冰,稱為"同制多晶現象",情況較復雜,後面將簡單提及。
2.單相面:自圖5-2,三條兩相線將坐標分成三個區域;每個區域代表一個單相區,其中 AOC 為氣相區,AOB 為固相區,BOC 為液相區。它們都滿足 Ф =1,f = 2,說明這些區域內 T、p均可在一定范圍內自由變動而不會引起新相形成或舊相消失。換句話說要同時指定 T、p 兩個變數才能確定體系的一個狀態。另外從圖中亦可推斷,由一個相變為另一相未必非得穿過平衡線;如蒸氣處於狀態點 M 經等溫壓縮到 N 點,再等壓降溫至 h,最後等溫降壓到 P 點,就能成功地使蒸氣不穿過平衡線而轉變到液體水。
3.三相點:①:三條兩相線的交點 O 是水蒸氣、水、冰三相平衡共存的點,稱為"三相點"。在三相點上 Ф =3,f =0,故體系的穩定、壓力皆恆定,不能變動。否則會破壞三相平衡。三相點的壓力 p = 0.61kPa ,溫度 T = 0.00989℃,這一溫度已被規定為 273.16K,而且作為國際絕對溫標的參考點。值得強調,三相點溫度不同於通常所說的水的冰點,後者是指敞露於空氣中的冰~水兩相平衡時的溫度,在這種情況下,冰~水已被空氣中的組分(CO2、N2、O2 等)所飽和,已變成多組分體系。正由於其它組分溶入致使原來單組分體系水的冰點下降約 0.00242℃;其次,因壓力從 0.61kPa 增大到 101.325kPa,根據克拉貝龍方程式計算其相應冰點溫度又將降低 0.00747℃,這兩種效應之和即 0.00989℃ ≈ 0.01℃(或 273.16K )就使得水的冰點從原來的三相點處即 0.00989℃ 下降到通常的 0℃(或 273.15K)。
圖5-2 為低壓下相圖,有一個三相點,而在高壓下水可能出現同質多晶現象,因此在水的相圖上就不止存在一個三相點(圖5-3),不過這些三相點不出現蒸氣相罷了。水在高壓下共有六種不同結晶形式的冰,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ(普通冰以Ⅰ表示,冰Ⅳ不穩定),表5-2列出高壓下水各三相點的溫度和壓力。

圖5-2 水的相圖

圖5-3 水在高壓下的相圖

至此我們已明了相圖中點、線、面之意義,於是可藉助相圖(圖5-2)來分析指定物系當外界條件改變時相變化的情況。例如,101.325kPa,-40℃ 的冰(即 Q 點),當恆壓升溫,最終達到 250℃(即 J點)。其中物系點先沿著 QJ 線移動,此時先在單一固相區內,由相律可知 f * = 1,故溫度可不斷上升。當抵達 G 點,即固~液兩相線時,冰開始熔化,冰點不變 f * = 0,直到冰全部變成液態水。繼續升溫,狀態點進入液態水的相區又恢復 f * = 1,故可右移升溫至 F 點,它位於水的蒸發曲線上,故水開始汽化,沸點不變即 f * = 0,直到液態水全部變成水蒸氣。繼續升溫右移,f * = 1 即進入水的氣相區,最後到終點 J 。
表5-2水在各三相點時的溫度和壓力

相 T(℃) P(kPa)
(Ⅰ)、水、氣
水、Ⅰ、Ⅱ
水、Ⅲ、Ⅴ
水、Ⅴ、Ⅵ
水、Ⅵ、Ⅶ
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ +0.0099
-22.0
-17.0
+0.16
+51.6
-34.7
-24.3 0.610
2.073×105
3.459×105
6.252×105
2.195×106
2.127×105
3.440×105

(二)硫的相圖
硫有四種不同的聚集狀態;固態的正交(或斜方)硫(R),固態的單斜硫(M),液態硫(I)和氣態硫(g)),分別表明在圖5-4硫的相圖中。已知單組分體系不能超過三個相,故上述四個相不可同時存在。硫的相圖中有四個三相點:B、C、E、O,各點代表的平衡體系如下:

9.33×10-4kPa

6.67×10-3kPa

172.0kPa

3.47×10-3kPa 95.4℃

119.3℃

151.0℃

113.0℃

如圖所示,各實線為其相鄰兩相共存平衡線。可以看出,在室溫下斜方硫(R)是穩定的。由於晶體轉變是個慢過程,故只能徐緩加熱到 95.4℃ 時斜方硫才逐漸轉變為單斜硫,一旦加熱太快,則可使斜方硫以介穩態平衡到它的熔點(113.0℃)而不必經過單斜硫。95.4℃ 以上單斜硫是穩定的,於 119.3℃ 開始溶解。在 95.4℃ 時兩種不同晶型的固體(R 和 M)與硫蒸氣平衡共存,此溫度稱為"轉變溫度",因它處於斜方硫和單斜硫熔點以下,故轉變可以在任一方向進行,即相轉變是可逆的,這種相轉變叫做對稱異構(雙變)現象的同質多晶體轉變,簡稱多晶體中的"互變現象",但也有許多物質其晶型轉變是不可逆的,即只能朝一個方向變化。此類物質的熔點比轉變溫度低,故在物質未達到轉變溫度之前就溶解了,這種相轉變稱之單變現象的同質多晶型轉變,例如磷就表現出此類性質。
圖中虛線 OB 代表介穩平衡,此即過熱斜方硫的蒸氣壓曲線。若加熱太快,題字可超過 95.4℃,沿 BO線上升而不轉變為單斜硫。虛線 OE 代表介穩平衡,即過熱斜方硫的熔化曲線。虛線 OC 代表 S介穩平衡,即過冷液硫的蒸氣壓曲線,虛線 BH 代表介穩平衡,即過冷單斜硫的蒸氣壓曲線。i>D 點為臨界點,高於此點溫度只有氣相存在。
(三)的相圖

圖5-5(a)為的相圖。它與已知的任何其它單組分體系的相圖在許多方面都不相同。

首先,在常壓下及時溫度低到 10-3K,仍保持為液態。目前所知具有這種特性的物質只有 He 。當溫度趨於 0K 時,液態在其本身的蒸氣壓下也不凝結,故不存在氣、液、固三相平衡共存的三相點。固態在 2.53MPa 以上才能存在。這個壓力比它的臨界壓力 0.228MPa 高得多,因而固體不可能發生升華。即不存在固、氣平衡共存的狀態。
的另一特徵是存在兩種液體,He(I) 是正常液體,He(II) 是超流液體(無粘滯性),它能經過細小到連氣都通不過的縫隙從容器中漏出。兩液體平衡共存的線稱為 λ 線,該線與熔化線的交點 A 是個三相點(1.76K,30.03MPa),此時兩液體與固體平衡共存。λ 線與蒸氣壓線的交點 B 稱為 λ 點(2.17K,5.04KPa),在此點兩液體與蒸氣三相平衡共存。從 A 點沿 λ 線到 B 點,He(I) 與 He(II) 的轉變看來是連續相變。因為它的熱容隨溫度的變化曲線具有連續相變的特有的 λ 形狀。如圖5-5(b)
的相圖表明,但 T → 0 時,氣-液共存線的斜率,這是熱力學第三定律的一個推論。因此,它為熱力學第三定律提供了一個很好的例證。
盡管有許多奇特的行為,但它的相圖仍遵從相律。它可看成是以兩個三相點A,B為中心的兩個基本相圖組合而成的。圖中 C 為臨界點(5.20K,0.228MPa),的正常沸點為 4.22K。由圖可看出,氣能通過適當路徑不經相變二過渡到 He(I),但不能到 He(II) 。

C. 蒸發並不是達到沸點之後才開始,那怎麼理解物理化學中的相圖

純物質處於固態、液態、氣態三個相(態)平衡共存時的狀態,叫做該物質的「三相點」。
三相點: 亦稱「三態點」。一般指各種穩定的純物質處於固態、液態、氣態三個相(態)平衡共存時的狀態,叫做該物質的「三相點」。該點具有確定的溫度和壓強。

物態叫做「相」,通常物質是以三種形態存在。即固態、液態、氣態,也可稱為固相、液相、氣相。物態的變比常叫做相變。或者說,在某一系統中,具有相同物理性質均勻的部分亦稱為相。相與相間必有明顯可分的界面。例如,食鹽的水溶液是一相,若食鹽水濃度大,有食鹽晶體,即成為兩相。水和食油混合,是兩個液相並存,而不能成為一個相。又如水、冰和汽三相共存時,其溫度為273.16K(0.01℃),壓強為6.106×102帕。由於在三相點物質具有確定的溫度,因此用它來作為確定溫標的固定點比選汽點和冰點具有優越性,所以三相點這個固定溫度適於作為溫標的基點,現在都以水的三相點的溫度作為確定溫標的固定點。

即使不加熱,液體上方也有氣相生成。生成氣相的量多,蒸汽壓就大,這是由物質的揮發性決定的,揮發性強,生成氣相的量就多,此為揮發或蒸發;蒸汽壓的大小與溫度有關。如果加熱,讓他的蒸汽壓與外壓相等,液體就開始沸騰,沸騰是對應的溫度為沸點,所以就有外壓大,沸點高;外壓小沸點低。在高山上燒水,水不到100度就開了。而高壓鍋燉肉就省時間和能源,因為裡面溫度高。

相圖的前提:各相平衡;當外壓增大時,液體的化學勢變大;必然向氣象蒸發,達到平衡時,宏觀上顯示蒸汽壓變大。

D. 求問大神如何看三元相圖!

雖然已經20年了,但剛剛看了半天才弄懂三元相圖,給之後看到這里的後來人講簡單的說法。就是題主自己從A畫出的三條平行線,分別代表的就是水、明膠、阿拉伯明膠的比例(至於哪個對應哪個,其實就是將平行線兩邊延伸補全後,小等邊三角形對面的那個頂點,就是這個等邊三角形一條邊對應的物質的比例或濃度)。在這個圖里,三條線占邊長為水3/5明膠和阿拉伯膠都是1/5,由邊長的大小100%和兩個50%,乘對應的就得到答案

E. 二組分系統相圖怎麼看(《物理化學》)

拋物線內為兩相,拋物線外為單相,第八題組成是20℃的橫線與拋物線的兩個交點,分別為兩相的組成,就是b組成0.2和0.8左右
圖中看不出沸點

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