《物理化学简明教程》从测试与评估、基于网络与教学平台的大学英语教育、教学法、教学模式、课程改革、跨文化交际等,从角度、全方位地阐述了在现代网络环境下,大学英语教学的改革方向与实践目标。
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OB线是冰的饱和蒸气压曲线或称冰的升华曲线,线上的每一点都表示冰—水蒸气的两相平衡共存。冰升华时,△Vm>0,△Hm>0,故dp/dT>0,OB线的斜率为正值。此线据理论推测可向左下方延伸至绝对零度附近,但不能向右上方延伸。因为事实上不存在升温时应该熔化而不熔化的过热冰。这表明,微粒从有规则排列变成无规则状态是容易的,而反之从无序水到有序冰则产生滞后现象。OC线是冰的熔点随压力变化的曲线,称为冰的熔化曲线。此线对应水—冰两相平衡共存。冰融化时,△Hm>0,但体积减小,即△Vm<0,因此dp/dT<0。由例5—7的计算结果可看出,冰的熔点随压力的增加而略有降低,所以OC线只略微向左倾斜。OC线可向上方延伸到200 MPa左右,压力进一步升高,则出现多种晶形的冰,形成了多晶转变的相图,相图变得复杂。在OA、OB、OC三条线上,因Ф=2而f=1,所以T和p二者之中只有一个可以独立变动,另一个随之而定。因此,要确定系统的状态,只需指明T、p之中一个变量的值即可。2.单相面 OA、OB、OC三线将整个相图分割为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个面。每一个面代表系统的一种相,但相律没有指明各面具体是什么相,这需要靠实验或常识来判别。显然,气相区应位于低压、高温部位,故Ⅰ是单一气相区;气体受压缩而液化,故位于Ⅰ之上的Ⅱ是单一液相区;温度更低或压力更高可使气体或液体固化,故Ⅲ是单一固相区。在这些区域中,由于Ф=1,故f=2,温度T和压力p都可以在一定范围内自由变动。正因为如此,要确定面上的一个状态则须同时指定T和p两个变量的值。3.三相点 在OA、OB、OC三条两相线的汇集点O,系统呈现冰、水、水蒸气三相平衡共存,故O点称为水的三相点。此时,Ф=3,f=0,是无变量点,意即三相共存时的温度和压力各有确定的值,不能变动,否则必然会引起一相或二相的消失。实验测得的水的三相点的温度是273.16 K(0.01℃),压力为611.3 Pa。现在国际单位制用水的三相点来规定热力学温标,即每开尔文是水的三相点热力学温度的1/273.16。应该指出,三相点与通常所讲水在标准大气压下于0℃结冰的冰点是两个不同的概念。三相点是纯水在自己的饱和蒸气压下的凝固点,而冰点是被空气饱和的水溶液与冰和标准大气压的空气共存的温度。由于水中溶有空气(m=0.001 30 mol·kg—1),根据稀溶液冰点下降定律可算出,其冰点较纯水的凝固点低0.002 41 K。三相点的压力从611.3 Pa升高到101 325 Pa时,由克拉贝龙方程可算出平衡温度又下降0.007 49 K。这两种效应的总效果使水的冰点较纯水三相点的平衡温度低0.0099 K。可见,冰点的温度与压力并不是三相点的温度与压力。水的相图表达了不同温度、压力下水的相平衡状态,指明了要维持某种相平衡状态,应当如何控制温度和压力;或反之,当条件改变时系统的相平衡状态将发生怎样的变化。例如,由水的相图可知,在加热冰的过程中,只有保持系统的压力低于其三相点的压力时,冰才能直接转变为蒸气实现冰的升华过程。所以通常见到某些固体(如萘、碘等)容易升华的现象,就是它们具有较高的三相点压力,或直接升华,或扩散升华进入该物质分压小于固一气平衡压力的空间。又如,硫的相图如图5—2所示。实线为平衡相图,BCE封闭的区域为单斜晶相的固体硫。区内的虚线代表正交硫快速加热时,不经过单斜晶相而直接变成液体或气体。显然硫的平衡相图上存在三个三相点,并且固—液平衡温度都随压力的增加而升高。