化学 第三章 相变 液态精选PPT.ppt

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1、化学第三章相变液态第1页，此课件共29页哦真实气体的真实气体的pVm图及气体的液化图及气体的液化 理想气体在温度一定时理想气体在温度一定时PV=常数，为双曲线常数，为双曲线临界点T1T6T5T4T3T2第2页，此课件共29页哦气体的液化及临界参数气体的液化及临界参数临界参数临界参数临界温度临界温度 能够使气体液化的最高温度称能够使气体液化的最高温度称为此气体的临界温度为此气体的临界温度TC。临界压力临界压力 临界温度时的饱和蒸气压称为临界温度时的饱和蒸气压称为临界压力临界压力pC。临界摩尔体积临界摩尔体积 临界温度和临界压力下的临界温度和临界压力下的摩尔体积为临界摩尔体积摩尔体积为临界摩尔体积

2、Vm,C，此时的状此时的状态为临界状态。态为临界状态。第3页，此课件共29页哦CO2的的pV等温线等温线第4页，此课件共29页哦超临界流体超临界流体(supercritical fluid，SCF)定义定义高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态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、液两相性质非常称为超临界状态。此时，气、液两相性质非常接近。接近。SCF兼有液体和气体的双重特性，密度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，渗接近于液体，粘度和扩散系数接近于气体，渗透性好。透性好。与液体溶剂萃取相比，可以更快地完成传导，与液体溶剂萃取相比，

3、可以更快地完成传导，达到平衡，促进高效分离过程的实现。达到平衡，促进高效分离过程的实现。第5页，此课件共29页哦超临界流体特点超临界流体特点溶解能力：取决于溶解能力：取决于T和和p，并随流体的密度增，并随流体的密度增加而增加。在临界点附近，加而增加。在临界点附近，T、p的微小变化的微小变化会引起流体密度及其对物质溶解能力的较为会引起流体密度及其对物质溶解能力的较为显著的变化。显著的变化。超临界流体溶剂：乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、超临界流体溶剂：乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、甲醇、乙醇、水、甲醇、乙醇、水、CO2等。等。CO2是首选萃取剂，是首选萃取剂，其临界条件其临界条件TC=304.1 K，pC=7

4、.347 MPa，无，无毒、无味、不燃、价廉、易精制，对热敏性毒、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。和易氧化的产物更具有吸引力。第6页，此课件共29页哦液体液体液体的分子模型液体的分子模型 近程有序、远程无序近程有序、远程无序液体分子动能分布曲线液体分子动能分布曲线第7页，此课件共29页哦气体的液化和蒸发气体的液化和蒸发液体的饱和蒸气压液体的饱和蒸气压 液体蒸发的速度和气体液体蒸发的速度和气体凝结的速度相等时的蒸气压力与凝结的速度相等时的蒸气压力与温度有关温度有关沸点沸点 当液体的饱和蒸气压同外界压力相等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

5、为沸点。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时的沸点称正常沸点pp饱和饱和pp饱和饱和pp饱和饱和第8页，此课件共29页哦液体液体饱和蒸汽压与温度的关系饱和蒸汽压与温度的关系第9页，此课件共29页哦克拉贝龙方程克拉贝龙方程 在一定温度和压力下，任何纯物在一定温度和压力下，任何纯物质达到两相平衡时，蒸气压随温度的变质达到两相平衡时，蒸气压随温度的变化率可用下式表示：化率可用下式表示：相变时的焓变，相变时的焓变，为体积变化。为体积变化。是单组分相图上两相是单组分相图上两相平衡线的斜率。平衡线的斜率。气气-液液两相平衡两相平衡液液-固固两相平衡两相平衡第10页，此课

6、件共29页哦Clausius-Clapeyron方程对于气对于气-液两相平衡，假设气体为液两相平衡，假设气体为1mol理想气理想气体，将液体体积忽略不计，则体，将液体体积忽略不计，则即即Clausius-Clapeyron 方程方程,vapvapHm m 是摩尔气化热。是摩尔气化热。假定假定 vapHm的值与温度无关，积分得：的值与温度无关，积分得：第11页，此课件共29页哦Water molecules form an open crystalline structure in ice第12页，此课件共29页哦凝固与熔融凝固与熔融第13页，此课件共29页哦The fact that wate

7、r is densest at 4 is of great importance in nature第14页，此课件共29页哦冷凝与汽化冷凝与汽化第15页，此课件共29页哦 妈妈新开了个淘宝店，欢迎前来捧场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，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。所以我也来出自己的一份力，帮忙宣传一下。并且妈

8、妈总是去五亭龙挑最好的玩具整理、发货，质量绝对有保证。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。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。欢迎大家来逛逛欢迎大家来逛逛【扬州五亭龙玩具总动员扬州五亭龙玩具总动员】个人小广告：个人小广告：第16页，此课件共29页哦Evaporation蒸发is a coolingprocess.Condensation凝聚isawarmingprocess.Alargeamountofenergyisreleasedduring the condensation

9、 of watervapor.Hurricanes(Theformationof1inchofrainoveranareaof1squaremileyields the energy equivalent ofabout 32000 tons of explodeddynamite.)第17页，此课件共29页哦Global climates are influenced by waters high specific heat capacity.第18页，此课件共29页哦水的相图水的相图根根据据实实验验绘绘制制水的相图水的相图水水冰冰水蒸气水蒸气610.62第19页，此课件共29页哦水的相图水

10、的相图三个单相区：三个单相区：气、液、固气、液、固三条两相平衡线：三条两相平衡线：f=1水冰水蒸气单相区内自由度单相区内自由度f=2，温度和压力独立地有限温度和压力独立地有限度地变化不会引起相的度地变化不会引起相的改变改变压力与温度只能改变一压力与温度只能改变一个，指定了压力，则温个，指定了压力，则温度由体系自定。度由体系自定。第20页，此课件共29页哦OA气气-液两相平衡线液两相平衡线，即水的蒸气压曲线。它不，即水的蒸气压曲线。它不能任意延长，终止于能任意延长，终止于临界点临界点A，这时这时气气-液界面消液界面消失失。临界点：临界点：OB气气-固两相平衡线固两相平衡线，即，即冰的升华曲线，理

11、论上可冰的升华曲线，理论上可延长至延长至0 K附近。附近。OC液液-固两相平衡线固两相平衡线，当，当C点延长至压力大于点延长至压力大于 时，相图变得复杂，时，相图变得复杂，有不同结构的冰生成。有不同结构的冰生成。水冰水蒸气第21页，此课件共29页哦OD 是是AO的延长线的延长线，过冷水和水蒸气的过冷水和水蒸气的介稳平衡线。因为介稳平衡线。因为在相同温度下，过在相同温度下，过冷水的蒸气压大于冷水的蒸气压大于冰的蒸气压，所以冰的蒸气压，所以OD线在线在OB线之上。线之上。过冷水不稳定，一旦过冷水不稳定，一旦有凝聚中心出现，立有凝聚中心出现，立即全部变成冰。即全部变成冰。O点点 三相点三相点，气气-

12、液液-固三相共存，固三相共存，f=0 。273.16 K，610.62 Pa。水冰水蒸气第22页，此课件共29页哦三相点与冰点的区别三相点与冰点的区别冰点温度比三相点温度低冰点温度比三相点温度低 的原因：的原因：(1)(1)外压增加外压增加，凝，凝固点下降固点下降(2)(2)水中溶有空气水中溶有空气，凝固点下降凝固点下降第23页，此课件共29页哦二氧化碳的相图二氧化碳的相图 点、线、区含点、线、区含义义 固固-液线倾斜方液线倾斜方向向 三相点三相点 p、T 数值数值 干冰的升华条干冰的升华条件件第24页，此课件共29页哦液晶液晶1881年年F.Reinitzer发发现现胆胆甾甾醇醇苯苯甲甲酸酸

13、晶晶体体熔熔似似乎乎有有2个个熔熔点点，145.5晶晶体体熔熔融融 混混浊浊粘粘稠稠液液体体，178.5时时 透透明明液液体体。同同时时溶溶液液冷冷却却时时有有：绿绿色色 系系列列其其他他颜颜色色 红红色色 无无色色晶晶体体。经经研研究究，混混浊浊粘粘稠稠液液体体具具有有某某些些晶晶体体性性质质（如如对对光光、电电的的各各向向异异性性），是是介介于于晶晶体体和和液液体之间的状态。体之间的状态。第26页，此课件共29页哦液晶液晶分类分类向向列列型型 棒棒状状分分子子的的长长轴轴选选择择某某方方向向进进行行排排列列（也也为流动方向），横向分子之间力很弱为流动方向），横向分子之间力很弱近近晶晶型型

14、按按一一个个分分子子厚厚度度成成层层状状排排列列，层层上上分分子子平平行排列且垂直于层平面，有层间距，易滑动行排列且垂直于层平面，有层间距，易滑动胆胆甾甾型型 层层状状结结构构，每每层层分分子子长长轴轴取取平平行行层层平平面面平平行行排排列列，上上一一层层分分子子取取向向和和下下一一层层分分子子取取向向成成螺螺旋旋状，整个液晶中形成螺旋模式状，整个液晶中形成螺旋模式第27页，此课件共29页哦液晶应用液晶应用胆胆甾甾型型：排排列列结结构构对对温温度度变变化化很很敏敏感感，吸吸收收光光的的波波长长变变化化，使使液液晶晶颜颜色色变变化化。可可制制出出专专门门试试剂剂用用于于金金属属探探伤伤、漏漏热热检检查查、检检测测皮皮肤肤温温度度变变化化和和肿肿块等。块等。向向列列型型：分分子子有有序序排排列列，在在某某方方向向光光易易通通过过。有有场场存存在在时时分分子子排排列列变变成成混混乱乱，光光不不能能通通过过。利用这一电光效应，制造出各种液晶显示材料。利用这一电光效应，制造出各种液晶显示材料。第28页，此课件共29页哦习题习题 P473.1,3.5,3.13,3.16第29页，此课件共29页哦