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物理化学的相图怎么看

发布时间:2023-08-13 17:55:54

A. 请问相图怎么看比如CaO-SiO2-Al2O3渣系相图怎么看

你说的是三元渣系图,渣系相图是三个坐标,看图有2种方法,看图一般步骤如下:
注意:三相图的每个顶角代表一种组元,三个组元成分相加应该等于100%。
看图的步骤如下,有两种情况,
1.是已知三种成分判定它的组织,首先根据成分做含量平行线,一般是和组元的对边平行,三个平行线的交点就是你所查出的组织;
2.是根据组织判定各组元的成分,在已知成分点上画出与其相交的三条平行线,对应的各坐标点就是它的成分。

B. 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) 。

C. 蒸发并不是达到沸点之后才开始,那怎么理解物理化学中的相图

纯物质处于固态、液态、气态三个相(态)平衡共存时的状态,叫做该物质的“三相点”。
三相点: 亦称“三态点”。一般指各种稳定的纯物质处于固态、液态、气态三个相(态)平衡共存时的状态,叫做该物质的“三相点”。该点具有确定的温度和压强。

物态叫做“相”,通常物质是以三种形态存在。即固态、液态、气态,也可称为固相、液相、气相。物态的变比常叫做相变。或者说,在某一系统中,具有相同物理性质均匀的部分亦称为相。相与相间必有明显可分的界面。例如,食盐的水溶液是一相,若食盐水浓度大,有食盐晶体,即成为两相。水和食油混合,是两个液相并存,而不能成为一个相。又如水、冰和汽三相共存时,其温度为273.16K(0.01℃),压强为6.106×102帕。由于在三相点物质具有确定的温度,因此用它来作为确定温标的固定点比选汽点和冰点具有优越性,所以三相点这个固定温度适于作为温标的基点,现在都以水的三相点的温度作为确定温标的固定点。

即使不加热,液体上方也有气相生成。生成气相的量多,蒸汽压就大,这是由物质的挥发性决定的,挥发性强,生成气相的量就多,此为挥发或蒸发;蒸汽压的大小与温度有关。如果加热,让他的蒸汽压与外压相等,液体就开始沸腾,沸腾是对应的温度为沸点,所以就有外压大,沸点高;外压小沸点低。在高山上烧水,水不到100度就开了。而高压锅炖肉就省时间和能源,因为里面温度高。

相图的前提:各相平衡;当外压增大时,液体的化学势变大;必然向气象蒸发,达到平衡时,宏观上显示蒸汽压变大。

D. 求问大神如何看三元相图!

虽然已经20年了,但刚刚看了半天才弄懂三元相图,给之后看到这里的后来人讲简单的说法。就是题主自己从A画出的三条平行线,分别代表的就是水、明胶、阿拉伯明胶的比例(至于哪个对应哪个,其实就是将平行线两边延伸补全后,小等边三角形对面的那个顶点,就是这个等边三角形一条边对应的物质的比例或浓度)。在这个图里,三条线占边长为水3/5明胶和阿拉伯胶都是1/5,由边长的大小100%和两个50%,乘对应的就得到答案

E. 二组分系统相图怎么看(《物理化学》)

抛物线内为两相,抛物线外为单相,第八题组成是20℃的横线与抛物线的两个交点,分别为两相的组成,就是b组成0.2和0.8左右
图中看不出沸点

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