2017年電氣工程師考試《普通化學》知識點：水的相圖

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2017年電氣工程師考試《普通化學》知識點：水的相圖

　　一、相(phase)

　　體系內部物理和化學性質完全均勻的部分稱為相。相與相之間在指定條件下有明顯的界面，在界面上宏觀性質的改變是飛躍式的。

　　體系中相的總數稱為相數，用F表示。系統若按相的組分來分，可分為單相系統和多相系統;具有一個相的系統稱為單相或均相;具有兩個以上相的系統稱為多相系統。

　　氣體，不論有多少種氣體混合，只有一個氣相。

　　液體，按其互溶程度可以組成一相、兩相或三相共存。

　　固體，一般有一種固體便有一個相。兩種固體粉末無論混合得多么均勻，仍是兩個相(固體溶液除外，它是單相)。

　　二、水的物理性質

　　水分子鍵長99pm，鍵角104°40′，分子間有氫鍵，在加熱及磁化下可被破壞。

　　1、熱容：在所有的液態、固態物質中水的熱容最大401868•10³Jkgֿ¹K-¹

　　2、密度：3.98℃時水的密度最大

　　3、飽和蒸汽壓：

　　v (蒸發) =v(凝聚)時系統處于相平衡狀態

　　與液態平衡時的蒸汽叫飽和蒸汽;

　　飽和蒸汽產生的壓力叫飽和蒸汽壓。它與溫度有關：

　　0 ℃時 4.579mmHg

　　20 ℃時 17.535mmHg

　　100℃時 760.000mmHg

　　4、沸點：當液體的飽和蒸汽壓等與外界壓力時的溫度。

　　5、凝固點：固相與液相蒸汽壓相等時的溫度。

　　冰也可以蒸發(由固態直接變成氣態的過程叫叫升華)冰的蒸汽壓隨溫度降低而減小。

　　三、水的相圖

　　以溫度(T)溫度為橫坐標、壓力(P)為縱坐標，做系統狀態、溫度、壓力間關系的平面圖，得到水的相圖。

　　1、若系統中只有一個相存在時：

　　系統的自由度 f = 2 即T,P在汽、液、固相區內均可自由變動;

　　2、若系統內存在兩相平衡：

　　系統的自由度 f = 1 即在兩相平衡線上T、P只有一個可自由變動;

　　OA 是氣-液兩相平衡線，即水的蒸氣壓曲線。它不能任意延長，終止于臨界點。臨界點A：374 ℃、2.23×107Pa，這時氣-液界面消失。高于臨界溫度，不能用加壓的方法使氣體液化。(在臨界點以上，液態水不復存在);，

　　OB線叫冰的蒸汽壓曲線，是氣-固兩相平衡線，即冰的升華曲線，理論上它向下可延伸到0 K附近，向上不超過O點，因為不存在過熱的冰;

　　OC線叫水的凝固曲線，是液-固兩相平衡線，它幾乎與Y軸平行，說明壓力改變對水的凝固點變化影響不大。

　　3、系統中存在固-液-氣三相平衡點時：

　　系統的自由度 f = 0 即P=609Pa T = 0.0098℃

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