物理化学如何绘制单相图

❶ 解释一下物系点及三相系统的组分图

物系点是物质的组成点三相图主要看课本即可

❷ 一道物理化学问题

熔化物是什么意思？是液相吗？如果是液相的话，相图如下：

声明：个人看法仅供参考。

❸ 物理化学相图中的实线与虚线有什么意义

物理化学 -> 5.2.2 典型相图举例

日期:2007-2-20 23:06:12 来源:来自网络 查看:[大 中 小] 作者：不详 热度：493

二、典型相图举例
(一)水的相图
众所周知，水有三种不同的聚集状态。在指定的温度、压力下可以互成平衡，即

在特定条件下还可以建立其的三相平衡体系。表5－1的实验数据表明了水在各种平衡条件下，温度和压力的对应关系。水的相图（图5－2）就是根据这些数据描绘而成的。
表5－1水的压力～温度平衡关系

温 度
（℃） 体系的水蒸气压力(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

1.两相线：图中三条曲线分别代表上述三种两相平衡状态，线上的点代表两相平衡的必要条件，即平衡时体系温度与压力的对应关系。在相图中表示体系（包含有各相）的总组成点称为"物质点"，表示某一相的组成的点称为"相点"，但两者常通称为"状态点"。
OA 线是冰与水气两相平衡共存的曲线，它表示冰的饱和蒸气压与温度的对应各相，称为"升华曲线"，由图可见，冰的饱和蒸气压是随温度的下降而下降。
OC 线是（蒸）气与液（水）两相平衡线，它代表气～液平衡时，温度与蒸气压的对应关系，称为"蒸气压曲线"或"蒸发曲线"。显然，水的饱和 蒸气压是随温度的增高而增大，F 点表示水的正常沸点，即在敞开容器中发水加热到 100℃ 时，水的蒸气压恰好等于外界的压力（），它就开始沸腾。在压力下液体开始沸腾的温度称其为"正常沸点"。
OB 线是固（冰）与液（水）两相平衡线，它表示冰的熔点随外压变化关系，故称之为冰的"熔化曲线"。熔化的逆过程就是凝固，因此它又表示水的凝固点随外压变化关系，故也可称为水的"凝固点曲线"。该线甚陡，略向左倾，斜率呈负值，意味着外压剧增，冰的熔点仅略有降低，大约是每增加1个，下降 0.0075℃ 。水的这种行为是反常的，因为大多数物质的熔点随压力增加而稍有升高。
在单组分体系中，当体系状态点落在某曲线上，则意味体系处于两相共存状态，即 Ф =2，f = 1。这说明温度和压力，只有一个可以自由变动，另一个随前一个而定。关于两相线的分析以及斜率的定量计算将在"克拉贝龙方程式"讨论。
必须指出，OC 线不能向上无限延伸，只能到水的临界点即 374℃ 与 22.3×103kPa 为止，因为在临界温度以上，气、液处于连续状态。如果特别小心，OC 线能向下延伸如虚线 OD 所示，它代表未结冰的过冷水与水蒸气共存，是一种不稳定的状态，称为"亚稳状态"。OD 线在 OA 线之上，表示过冷水的蒸气压比同温度下处于稳定状态的冰蒸气压大，其稳定性较低，稍受扰动或投入晶种将有冰析出。OA 线在理论上可向左下方延伸到绝对零点附近，但向右上方不得越过交点 O ，因为事实上不存在升温时该熔化而不熔化的过热冰。OB 线向左上方延伸可达二千个压力左右，若再向上，会出现多种晶型的冰，称为"同制多晶现象"，情况较复杂，后面将简单提及。
2.单相面：自图5-2，三条两相线将坐标分成三个区域；每个区域代表一个单相区，其中 AOC 为气相区，AOB 为固相区，BOC 为液相区。它们都满足 Ф =1，f = 2，说明这些区域内 T、p均可在一定范围内自由变动而不会引起新相形成或旧相消失。换句话说要同时指定 T、p 两个变量才能确定体系的一个状态。另外从图中亦可推断，由一个相变为另一相未必非得穿过平衡线；如蒸气处于状态点 M 经等温压缩到 N 点，再等压降温至 h，最后等温降压到 P 点，就能成功地使蒸气不穿过平衡线而转变到液体水。
3.三相点：①：三条两相线的交点 O 是水蒸气、水、冰三相平衡共存的点，称为"三相点"。在三相点上 Ф =3，f =0，故体系的稳定、压力皆恒定，不能变动。否则会破坏三相平衡。三相点的压力 p = 0.61kPa ，温度 T = 0.00989℃，这一温度已被规定为 273.16K，而且作为国际绝对温标的参考点。值得强调，三相点温度不同于通常所说的水的冰点，后者是指敞露于空气中的冰～水两相平衡时的温度，在这种情况下，冰～水已被空气中的组分（CO2、N2、O2 等）所饱和，已变成多组分体系。正由于其它组分溶入致使原来单组分体系水的冰点下降约 0.00242℃；其次，因压力从 0.61kPa 增大到 101.325kPa，根据克拉贝龙方程式计算其相应冰点温度又将降低 0.00747℃，这两种效应之和即 0.00989℃ ≈ 0.01℃（或 273.16K ）就使得水的冰点从原来的三相点处即 0.00989℃ 下降到通常的 0℃（或 273.15K）。
图5-2 为低压下相图，有一个三相点，而在高压下水可能出现同质多晶现象，因此在水的相图上就不止存在一个三相点（图5－3），不过这些三相点不出现蒸气相罢了。水在高压下共有六种不同结晶形式的冰，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ（普通冰以Ⅰ表示，冰Ⅳ不稳定），表5－2列出高压下水各三相点的温度和压力。

图5-2 水的相图

图5-3 水在高压下的相图

至此我们已明了相图中点、线、面之意义，于是可借助相图（图5－2）来分析指定物系当外界条件改变时相变化的情况。例如，101.325kPa，-40℃ 的冰（即 Q 点），当恒压升温，最终达到 250℃（即 J点）。其中物系点先沿着 QJ 线移动，此时先在单一固相区内，由相律可知 f * = 1，故温度可不断上升。当抵达 G 点，即固～液两相线时，冰开始熔化，冰点不变 f * = 0，直到冰全部变成液态水。继续升温，状态点进入液态水的相区又恢复 f * = 1，故可右移升温至 F 点，它位于水的蒸发曲线上，故水开始汽化，沸点不变即 f * = 0，直到液态水全部变成水蒸气。继续升温右移，f * = 1 即进入水的气相区，最后到终点 J 。
表5－2水在各三相点时的温度和压力

相 T（℃） P(kPa)
（Ⅰ）、水、气
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）硫的相图
硫有四种不同的聚集状态；固态的正交（或斜方）硫(R)，固态的单斜硫(M)，液态硫(I)和气态硫(g)），分别表明在图5-4硫的相图中。已知单组分体系不能超过三个相，故上述四个相不可同时存在。硫的相图中有四个三相点：B、C、E、O，各点代表的平衡体系如下：

9.33×10-4kPa

6.67×10-3kPa

172.0kPa

3.47×10-3kPa 95.4℃

119.3℃

151.0℃

113.0℃

如图所示，各实线为其相邻两相共存平衡线。可以看出，在室温下斜方硫(R)是稳定的。由于晶体转变是个慢过程，故只能徐缓加热到 95.4℃ 时斜方硫才逐渐转变为单斜硫，一旦加热太快，则可使斜方硫以介稳态平衡到它的熔点(113.0℃)而不必经过单斜硫。95.4℃ 以上单斜硫是稳定的，于 119.3℃ 开始溶解。在 95.4℃ 时两种不同晶型的固体(R 和 M)与硫蒸气平衡共存，此温度称为"转变温度"，因它处于斜方硫和单斜硫熔点以下，故转变可以在任一方向进行，即相转变是可逆的，这种相转变叫做对称异构（双变）现象的同质多晶体转变，简称多晶体中的"互变现象"，但也有许多物质其晶型转变是不可逆的，即只能朝一个方向变化。此类物质的熔点比转变温度低，故在物质未达到转变温度之前就溶解了，这种相转变称之单变现象的同质多晶型转变，例如磷就表现出此类性质。
图中虚线 OB 代表介稳平衡，此即过热斜方硫的蒸气压曲线。若加热太快，题字可超过 95.4℃，沿 BO线上升而不转变为单斜硫。虚线 OE 代表介稳平衡，即过热斜方硫的熔化曲线。虚线 OC 代表 S介稳平衡，即过冷液硫的蒸气压曲线，虚线 BH 代表介稳平衡，即过冷单斜硫的蒸气压曲线。i>D 点为临界点，高于此点温度只有气相存在。
（三）的相图

图5-5(a)为的相图。它与已知的任何其它单组分体系的相图在许多方面都不相同。

首先，在常压下及时温度低到 10-3K，仍保持为液态。目前所知具有这种特性的物质只有 He 。当温度趋于 0K 时，液态在其本身的蒸气压下也不凝结，故不存在气、液、固三相平衡共存的三相点。固态在 2.53MPa 以上才能存在。这个压力比它的临界压力 0.228MPa 高得多，因而固体不可能发生升华。即不存在固、气平衡共存的状态。
的另一特征是存在两种液体，He(I) 是正常液体，He(II) 是超流液体（无粘滞性），它能经过细小到连气都通不过的缝隙从容器中漏出。两液体平衡共存的线称为 λ 线，该线与熔化线的交点 A 是个三相点（1.76K，30.03MPa），此时两液体与固体平衡共存。λ 线与蒸气压线的交点 B 称为 λ 点（2.17K，5.04KPa），在此点两液体与蒸气三相平衡共存。从 A 点沿 λ 线到 B 点，He(I) 与 He(II) 的转变看来是连续相变。因为它的热容随温度的变化曲线具有连续相变的特有的 λ 形状。如图5-5(b)
的相图表明，但 T → 0 时，气－液共存线的斜率，这是热力学第三定律的一个推论。因此，它为热力学第三定律提供了一个很好的例证。
尽管有许多奇特的行为，但它的相图仍遵从相律。它可看成是以两个三相点A，B为中心的两个基本相图组合而成的。图中 C 为临界点（5.20K，0.228MPa），的正常沸点为 4.22K。由图可看出，气能通过适当路径不经相变二过渡到 He(I)，但不能到 He(II) 。

❹ 物理化学如何看相图

主要就是看区域 （物质在那一相稳定） 线（物质在那里达到两相平衡） 三相点什么的

❺ 物理化学绘图用什么软件

物理化学绘图常用软件主要有：
1、Origin
Origin是美国OriginLab公司推出的数据分析和制图软件，是公认的简单易学、操作灵活、功能强大的软件，既可以满足一般用户的制图需要，也可以满足高级用户数据分析、函数拟合的需要。是化学和化工类软件中实用性最强的综合型软件，被化学工作者广泛使用。目前最高版本是Origin8.0，但科学堂不推荐大家一味采用最高版本，因为该软件经常会出现较低版本打不开较高版本所绘制的图形的现象，科学堂认为Origin6.0足以满足常用的化学制图需求。
2、ChemOffice
ChemOffice是美国剑桥公司的研究开发的桌面化学软件，功能非常强大。包括ChemDraw
Ultra
（化学结构绘图）、Chem3D
Ultra
（分子模型及仿真）、ChemFinder
Pro（化学信息搜寻整合系统，包含了全套ChemInfo数据库，有ChemACX和ChemACX-SC，Merck索引和ChemMSDX）、E-Notebook
Ultra
，BioAssay
Pro
，量化软件MOPAC、Gaussian和GAMESS的界面，ChemSAR
Server
Excel
CLogP
CombiChem/Excel等一系列完整的软件。
3、ACD/ChemSketch
ChemSketch是高级化学发展有限公司(ACD)设计的用于化学画图用软件包，该软件包可单独使用或与其他软件共同使用。该软件可用于画化学结构、反应和图形。也可用于设计与化学相关的报告和演讲材料。该软件一个重要功能是能够自动计算所绘结构式的分子式、分子量、摩尔体积、摩尔折射率、折光率、表面张力、密度、介电常数、极化率等数据，免除人工计算的烦恼。
4、ISIS/Draw
ISIS/Draw是Symyx
公司推出的智能化学绘图软件，能自动识别化合价、键角和各种环，能绘制包括复杂的生物分子和聚合物等化学结构，操作简单，使用方便，可剪贴ISIS/Draw结构图到MicroSoft
Word、Excel、PowerPoint等其它软件，具有很好的兼容性。曾经是化学结构式绘制领域最流行的软件，但目前似乎Chemdraw比它更具有影响力。
5、ChemWindow
ChemWindow是SoftShell公司推出的化学绘图软件，主要功能是能绘出各种结构和形状的化学分子结构式及化学图形，可直接采用工具箱中的各种图标进行操作，非常快速、便捷。大量的结构式模板，使用起来非常方便。它还具有一般其它绘图软件所不具备的化学分子图形编辑功能。并能提供许多实验仪器进行组装，可作为演示工具等。ChemWindow运行于Windows平台下，可与Microsoft
Word、PowerPoint等软件联用，兼容性好。

❻ 物理化学三相图实验步骤

这个具体步骤你可以直接网络搜索，他其实是有很多的，那你直接没有问题的。

❼ 物理化学中，什么叫三相线上的平衡关系

不是很明白你的问题。大概是指物理电学中，交流三相四线制接线吧。你所说的平衡应该指的是什么情况下，中心线无电流？答案应该是这样的：

1. 三相线的电流幅度值相等。

2. 三相线的电流相位互相差120度。

当满足以上两个条件时，在任意时间点，三相电流的瞬时值之和会等于0，中心线上无电流。否则，中心线上会有电流产生。

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