的行为纯液体
相图纯物质的
当温度而且压力纯物质是固定的平衡物质的状态也是固定的。这在 ,为纯氩时的相图。在图中,单相表示为一个面积,两相表示为一条直线,三相表示为三条直线在三相点处的交点,T.沿着线TC,称为蒸汽压曲线,液体和蒸汽存在于平衡.液体区域存在于这条线的左侧和上方,而气体或蒸汽区存在于它的下面。在上极端,这条曲线结束于临界点,C.如果行TC是直接从点移动穿过的吗P来年代时,存在明显的相变,伴随物质物理性质的突变(例如,密度,热容,粘度,和介电常数),因为蒸汽和液相具有明显不同的性质。在临界点然而,蒸汽和液相就会变得完全相同,超过临界点,两相就不再不同了。因此,如果物质从点移动P来年代在小路上PQRS矩形这样就不会交叉相变线,性质的变化将是平稳连续的,物质从液体转化为气体的具体时刻没有明确的定义。实际上是路径PQRS矩形展示了本质连续性液体和气体之间的状态,它们的程度不同,但合在一起构成单一流体状态。严格地说,“液体”一词只适用于线上两相中密度较大的那一种TC,但它通常可以扩展到任何低温下的致密流体状态。,到位于角度内的区域中医.
线的延伸TC在这三点以下的点叫做升华曲线。它代表了之间的平衡固体和气体,当升华曲线交叉,物质直接从固体变成气体。这种转换发生在干冰(固体二氧化碳)在大气压力形成气体二氧化碳因为二氧化碳的三点压强比大气压强大。行TM是熔融曲线,表示平衡介于固体和液体之间;当这条曲线从左到右交叉时,固体变成液体,其性质也随之发生突变。
熔化曲线最初比蒸汽压力曲线陡峭得多;因此,随着压力的改变,温度变化不大,熔化温度受压力的影响很小。没有发现任何物质在这条线上有临界点,理论上有理由假设它无限期地持续到高温和压力,直到物质被压缩到分子分解成原子、离子和电子。压力超过106巴(1巴等于0.987大气,其中一个大气压是压强施加在海平面的空气中),人们相信大多数物质会变成金属状态。
在恒定压力下将气体冷却到低于蒸汽压力管道的温度而不立即产生气体是可能的冷凝,因为只有在合适的原子核(例如尘埃颗粒或离子)存在的情况下,液滴才容易形成液相。除非对气体进行严格的清理,否则这些原子核仍会存在;一个过冷的蒸汽是不稳定的,最终会凝结。同样地,也可以把液体过热到一个温度,在这个温度下,虽然气体仍然是液体,但它是稳定的相。同样,在光滑的容器中加热的清洁液体最容易发生这种情况,因为气泡会在外来颗粒或尖锐点周围形成。当过热液体变成气体的过程几乎是爆炸性的。液体也可以过冷到低于它的温度冻结温度。
相图参数的代表值
在某种程度上,所有物质的行为都与中所描述的相似参数不同物质的特殊值是不同的三相点临界点温度和压强,不同区域的大小,以及直线的斜率。三点温度范围为14k (0 K等于-273.15°C[-459.67°F]),对于氢来说,温度过高,无法精确测量。三点压力通常较低,二氧化碳在5.2巴时的压力是最高的之一。大多数在10个左右3Bar,而一些碳氢化合物则低至107酒吧。正常的熔点一种物质的熔点定义为在一个大气压(相当于1.01325巴)下的熔点;它与三点温度差别不大,因为熔点线(TM在 ).临界温度(气体在压力下液化的最高温度)范围从5.2 K(氦气)到无法测量的高温。临界压力(蒸汽压力在临界温度下)一般在40-100巴左右。正常的沸点蒸汽压达到一个大气压时的温度。正常液体范围定义为正常熔点和正常沸点之间的温度区间,但这样的限制是人为的,真正的液体范围是从三点到临界点。三点压力高于大气压的物质(如二氧化碳)没有正常的液体范围崇高在大气压下。
.的三条两相线中的每一条
可以用克拉珀龙方程:在这个方程中,dp/dT是所考虑曲线的斜率,即。,either the melting, sublimation, or vapour-pressure curve. ΔH是潜热相变所需,ΔV是与相变相关的体积变化。因此,对于升华和蒸汽压力曲线,自ΔH和ΔV两者都是正的(即,热量是必需的蒸发,且蒸发时体积增大),斜率始终为正。虽然从 时,紧接在三点以下的升华曲线的斜率大于紧接在三点以上的蒸汽压曲线的斜率,因此蒸汽压曲线不是连续通过三点。这与式(1)因为一种物质的升华热略大于蒸发热。熔融线的斜率通常为正,但也有少数物质,如水而且铋,其融化线斜率为负。负融化线斜率与公式(1)因为对于这两种物质,固体的密度小于液体的密度。这就是原因冰漂浮。对于水,这种负体积变化(即收缩)。仍然存在到2.1千巴和-22°C,此时冰的正常形态转变为密度更大的形态,此后融化时的体积变化为正。