克勞修斯克拉貝龍方程PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1克勞修斯克拉貝龍方程克勞修斯克拉貝龍方程2/81. 克拉珀龍方程克拉珀龍方程純物質(zhì)在一定溫度壓力純物質(zhì)在一定溫度壓力T, p下處于兩相平衡時(shí)下處于兩相平衡時(shí), T, pG0, 可知純物質(zhì)可知純物質(zhì)B*在兩相的摩爾吉布斯函數(shù)必相等在兩相的摩爾吉布斯函數(shù)必相等, 即即Gm* (, T, p) Gm* (, T, p)Gm*(,T,p) + dGm*()Gm*(,T, p) + dGm*()當(dāng)溫度發(fā)生微變時(shí)當(dāng)溫度發(fā)生微變時(shí), 壓力壓力將按一定函數(shù)關(guān)系隨之變化將按一定函數(shù)關(guān)系隨之變化, 并并在在 T + dT, p + dp 下下 繼續(xù)保持平衡繼續(xù)保持平衡B*(,T +dT, p +dp) B

2、*(,T +dT, p + dp)平衡平衡顯然顯然 dGm*()dGm*()由熱力學(xué)基本方程式由熱力學(xué)基本方程式 dG = - - SdT + Vdp 可得可得 Sm*()dT+Vm*()dp =- - Sm*()dT +Vm*()dpgl圖2-1 氣-液平衡氣氣 - 液平衡液平衡第1頁(yè)/共8頁(yè)3/8%克拉珀龍方程應(yīng)用于凝聚相之間的平衡克拉珀龍方程應(yīng)用于凝聚相之間的平衡(固固-液液, 固固-固固)對(duì)于熔化過(guò)程對(duì)于熔化過(guò)程, (少數(shù)物質(zhì)除外少數(shù)物質(zhì)除外), 0*m V0*m H0dd,dd*m*m pTHVTpT可知可知由由, 即熔點(diǎn)隨外壓增大而升高即熔點(diǎn)隨外壓增大而升高.但由于但由于 Vm=V

3、m(l) Vm(s) 0, 故熔點(diǎn)受外壓的影響是很小的故熔點(diǎn)受外壓的影響是很小的.*m*m*m*m*m*m)()()()(ddVSVVSSTp 上式稱為上式稱為克拉珀龍克拉珀龍(Clapeyron)方程方程, 表明了相平衡壓力隨溫表明了相平衡壓力隨溫度的變化率度的變化率, 適用于適用于純物質(zhì)的任意兩相平衡純物質(zhì)的任意兩相平衡.第2頁(yè)/共8頁(yè)4/82. 克勞修斯克勞修斯-克拉珀龍方程克拉珀龍方程%克拉珀龍方程應(yīng)用于液克拉珀龍方程應(yīng)用于液-氣氣(或固或固-氣氣)平衡平衡此式稱為此式稱為Clausius- Clapeyron方程方程, 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱克克-克方程克方程.*vapmvapmvapm*2mmm

4、dd(g)(l)(g)HHpHpTT VVTVRT以液以液-氣平衡為例氣平衡為例假定蒸發(fā)焓與溫度無(wú)關(guān)假定蒸發(fā)焓與溫度無(wú)關(guān), 作不定積分作不定積分:CTTRHp d1dln2*mvap第3頁(yè)/共8頁(yè)5/8ln(p/p)TKln(p/p) - 1/T 關(guān)關(guān)系系RHm*mvap 若以若以 ln(p/p) 對(duì)對(duì) 1/T 作圖作圖, 可得一直線可得一直線, 由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出直線斜率出直線斜率m, 可求液體的蒸發(fā)焓可求液體的蒸發(fā)焓 . *mvapH 第4頁(yè)/共8頁(yè)6/8克克-克方程的定積分式為克方程的定積分式為 11ln21*msub12 TTRHpp對(duì)固對(duì)固 -氣兩相平衡氣兩相平衡以上積分式是

5、以假定蒸發(fā)熱不隨溫度改變?yōu)榍疤岬囊陨戏e分式是以假定蒸發(fā)熱不隨溫度改變?yōu)榍疤岬? 在溫度間隔不太大時(shí)可近似滿足在溫度間隔不太大時(shí)可近似滿足, 精確計(jì)算時(shí)應(yīng)將蒸發(fā)焓精確計(jì)算時(shí)應(yīng)將蒸發(fā)焓的溫度表達(dá)式代入積分的溫度表達(dá)式代入積分.特魯頓規(guī)則特魯頓規(guī)則11*b*mvapmolKJ88 THTb*為非極性純液體的正常沸點(diǎn)為非極性純液體的正常沸點(diǎn).第5頁(yè)/共8頁(yè)7/8 克拉珀龍方程的應(yīng)用條件是克拉珀龍方程的應(yīng)用條件是_; 克勞修斯克勞修斯-克拉珀龍方程的應(yīng)用條件是克拉珀龍方程的應(yīng)用條件是_.純物質(zhì)的任意兩相平純物質(zhì)的任意兩相平衡衡 純物質(zhì)的純物質(zhì)的氣氣-液或氣液或氣-固兩相平衡固兩相平衡 下列關(guān)于純物質(zhì)兩相

6、平衡的描述中正確的是下列關(guān)于純物質(zhì)兩相平衡的描述中正確的是 ( ). A. 沸點(diǎn)隨壓力增加而升高沸點(diǎn)隨壓力增加而升高 B. 熔點(diǎn)隨壓力增加而升高熔點(diǎn)隨壓力增加而升高 C. 升華溫度隨壓力增加而升高升華溫度隨壓力增加而升高 D. 蒸氣壓隨溫度增加而升高蒸氣壓隨溫度增加而升高A C D熔化時(shí)體積的變化熔化時(shí)體積的變化V可可以大于零或小于零以大于零或小于零,故壓力故壓力增加時(shí)熔點(diǎn)不一定增高增加時(shí)熔點(diǎn)不一定增高.第6頁(yè)/共8頁(yè)8/8 已知固態(tài)苯的蒸氣壓在已知固態(tài)苯的蒸氣壓在0時(shí)為時(shí)為3 27kPa, 20時(shí)為時(shí)為12 30kPa, 液態(tài)苯的蒸氣壓在液態(tài)苯的蒸氣壓在20時(shí)為時(shí)為10 02 kPa, 液態(tài)苯的液態(tài)苯的摩爾蒸發(fā)焓為摩爾蒸發(fā)焓為34 17 kJmol 1. 求求(1)在在30時(shí)液態(tài)苯的蒸氣壓時(shí)液態(tài)苯的蒸氣壓; (2)苯的摩爾升華焓苯的摩爾升華焓; (3)苯的摩爾熔化焓苯的摩爾熔化焓. 4623. 02 .3032 .293314. 8)2 .2932 .303(1017.34C)20(C)30(ln)1(32112mvap TTTTRHpp2112msub12)(ln )2(TTTTRHpp 1133msubmolkJ12.44molJ1027. 31030.12ln2 .2732 .2932 .2932 .273314.