化学 第三章 相变 液态.ppt

第三章相变液态,气体的液化与临界状态液体的蒸发液体的凝固水的相图液晶过热与过冷液体,真实气体的pVm图及气体的液化理想气体在温度一定时PV=常数，为双曲线,临界点,T1,T6,T5,T4,T3,T2,气体的液化及临界参数,临界参数临界温度能够使气体液化的最高温度称为此气体的临界温度TC。临界压力临界温度时的饱和蒸气压称为临界压力pC。临界摩尔体积临界温度和临界压力下的摩尔体积为临界摩尔体积Vm,C，此时的状态为临界状态。,CO2的pV等温线,超临界流体(supercriticalfluid，SCF),定义高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为超临界状态。此时，气、液两相性质非常接近。SCF兼有液体和气体的双重特性，密度接近于液体，粘度和扩散系数接近于气体，渗透性好。与液体溶剂萃取相比，可以更快地完成传导，达到平衡，促进高效分离过程的实现。,超临界流体特点,溶解能力：取决于T和p，并随流体的密度增加而增加。在临界点附近，T、p的微小变化会引起流体密度及其对物质溶解能力的较为显著的变化。超临界流体溶剂：乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、甲醇、乙醇、水、CO2等。CO2是首选萃取剂，其临界条件TC=304.1K，pC=7.347MPa，无毒、无味、不燃、价廉、易精制，对热敏性和易氧化的产物更具有吸引力。,液体,液体的分子模型近程有序、远程无序液体分子动能分布曲线,气体的液化和蒸发,液体的饱和蒸气压液体蒸发的速度和气体凝结的速度相等时的蒸气压力与温度有关沸点当液体的饱和蒸气压同外界压力相等,液体即发生沸腾，此时的温度即为沸点。101325Pa时的沸点称正常沸点,pp饱和,pp饱和,pp饱和,液体饱和蒸汽压与温度的关系,克拉贝龙方程,在一定温度和压力下，任何纯物质达到两相平衡时，蒸气压随温度的变化率可用下式表示：,相变时的焓变，为体积变化。是单组分相图上两相平衡线的斜率。,气-液两相平衡,液-固两相平衡,Clausius-Clapeyron方程,对于气-液两相平衡，假设气体为1mol理想气体，将液体体积忽略不计，则,即Clausius-Clapeyron方程,vapHm是摩尔气化热。,假定vapHm的值与温度无关，积分得：,Watermoleculesformanopencrystallinestructureinice,凝固与熔融,Thefactthatwaterisdensestat4isofgreatimportanceinnature,冷凝与汽化,妈妈新开了个淘宝店，欢迎前来捧场妈妈的淘宝点开了快半年了，主要卖的是毛绒玩具、坐垫、抱枕之类的，但生意一直不是很好，感觉妈妈还是很用心的，花了不少功夫，但是就是没有人气，所以我也来出自己的一份力，帮忙宣传一下。并且妈妈总是去五亭龙挑最好的玩具整理、发货，质量绝对有保证。另外我家就在扬州五亭龙玩具城旁边，货源丰富，质量可靠，价格便宜。欢迎大家来逛逛【扬州五亭龙玩具总动员】,个人小广告：,Evaporation蒸发isacoolingprocess.Condensation凝聚isawarmingprocess.Alargeamountofenergyisreleasedduringthecondensationofwatervapor.Hurricanes(Theformationof1inchofrainoveranareaof1squaremileyieldstheenergyequivalentofabout32000tonsofexplodeddynamite.),Globalclimatesareinfluencedbywatershighspecificheatcapacity.,水的相图,根据实验绘制,水的相图,水,冰,水蒸气,水的相图,三个单相区：气、液、固,三条两相平衡线：f=1,单相区内自由度f=2，温度和压力独立地有限度地变化不会引起相的改变,压力与温度只能改变一个，指定了压力，则温度由体系自定。,OA气-液两相平衡线，即水的蒸气压曲线。它不能任意延长，终止于临界点A，这时气-液界面消失。临界点：,OB气-固两相平衡线，即冰的升华曲线，理论上可延长至0K附近。,OC液-固两相平衡线，当C点延长至压力大于时，相图变得复杂，有不同结构的冰生成。,OD是AO的延长线，过冷水和水蒸气的介稳平衡线。因为在相同温度下，过冷水的蒸气压大于冰的蒸气压，所以OD线在OB线之上。过冷水不稳定，一旦有凝聚中心出现，立即全部变成冰。,O点三相点，气-液-固三相共存，f=0。273.16K，610.62Pa。,三相点与冰点的区别,冰点温度比三相点温度低的原因：,(1)外压增加，凝固点下降,(2)水中溶有空气，凝固点下降,二氧化碳的相图,点、线、区含义固-液线倾斜方向三相点p、T数值干冰的升华条件,碳的相图,点、线、区,理解石墨的稳定性,石墨金刚石的条件,金刚石的特点与用途,液晶,1881年F.Reinitzer发现胆甾醇苯甲酸晶体熔似乎有2个熔点，145.5晶体熔融混浊粘稠液体，178.5时透明液体。同时溶液冷却时有：绿色系列其他颜色红色无色晶体。经研究，混浊粘稠液体具有某些晶体性质（如对光、电的各向异性），是介于晶体和液体之间的状态。,液晶分类,向列型棒状分子的长轴选择某方向进行排列（也为流动方向），横向分子之间力很弱近晶型按一个分子厚度成层状排列，层上分子平行排列且垂直于层平面，有层间距，易滑动胆甾型层状结构，每层分子长轴取平行层平面平行排列，上一层分子取向和下一层分子取向成螺旋状，整个液晶中形成螺旋模式,液晶应用,胆甾型：排列结构对温度变化很敏感，吸收光的波长变化，使液晶