二元系恒压相图中通过三相点的水平线的命名的讨论

可见从相平衡线与体系的自由度数为1的对应关系看若把图1中mel这类水平线称为三相线就会隐含着体系是自由度数为1的单变体系但事实上温度和总组成落在mel线上的二元系是处于三相平衡共存的自由度数为
二 元 系 恒 压 相 图 中通 过 三 相 点 的 水 平 线 的命 名 的 讨 论
余 世 鑫
二 元 系恒 压 相 图 中
,
如有 一 个三 相 点 就 有 一 条 过 此 点 的 水 平 线 ( 如 图
。
1
)
f o
,
若有 多
“
个 三 相 点就 有 多条 水 平 线 ( 如 图 2 ) 线
”
目前 有 的 物 理 化学 教 科书 称 这 类 水 平 线 为
“
三相
“
a s e
’
或 三相 平 衡 线 川
e
“
”
,
这 和 有 的 国 外 物 理 化 学 教 科 书 的 名称
表 示 不 同温 度 下 组分 A 与 不 同 组成 的 溶 液 成 相 平
7
, 衡 这 条 两 相 平 衡 线 ( 固液 相平 衡 线 ) 可 用 凝 固 点 下 降 公 式或 溶 解 度 公 式 来 描 述
1.
又如 图 2 中 d e 线 表 示 水 的 沸点 随盐 的浓 度 增 高 而 上 升 示 这 条 曲线所 反 映 的 相 平 衡 关 系
以 把 这 类水平 线 称 为
.
但 事实 上 温 度 和 总 组 成 落 在 (
f~ 2+ 1一 3一。
自由 度 数
”
为。
)
所
。
“
三相线
”
或
,
“
三相 平 衡 线
与 体 系 自由度 数 的 图 解 表示 对应 关 系 点 其它 为 物系 点
、
有 矛 盾 从 相 图 分 析 中 可 明显 看 出
其二 例
f`
〕
为 了 体现 这 类 水 平 线 的 实质
,
避 免教 另外
,
学 过 程 中学 生 初 学 时 可 能 引 起 的混 乱
,
给 这 类 水平 线 以 确 切 的 命 名 是 必 要 的
:
、 、
上
述 的 命名 是 否 妥 当
,
,
值 得商 榷
、
,
理 由如 下
相 平 衡 体 系 除 温 度 压 力 外 不 考 虑 表 面 张 力 电 场 磁场 等 其 它 外 界 因 素 对 平 衡 的 影 响时
可见
,
。
,
可 用 相 应 的 沸点 升 高的 公 式 来 表
,
从 相 平 衡 线 与 体 系 的 自由 度数 为 1 的 对 应 关 系 看
1 的单 变 体 系
, ,
若把 图 1 中 M
,
E L 这类
水平
. ,
线 称 为三 相线 就会 隐 含 着体 系 是 自由度数 为
M E L 线 上 的二 元 系 是 处 于 三 相平 衡 共 存 的
,
体 系 的 自由 度 数 几 独 立组 分数 C 和 相 数 P 之 间 的 关 系 可 以 写 成
,
f+ P 一 C十 2
。
图
解 表 示 分 析 相平 衡体 系 时
,
我们 知 道
;
;
:
当体 系 是
自由 度 数 为 。
1
(
f 一。
) 的 不 变 体系 时 是
用 空 间 中 的 点 表 示 称 为相 平 衡 点
, ,
M E L 这 类 水 平 线 只 有 三个 点是 相
。
,
二 元 系 空 间 相 图 中 有 三 相 平 衡 线存 在
,
以 具 有 低共 熔 点 的 二 元 系 空 间 相 图 为
,
如图 3 所示
2一 3~
,
曲线
,
e `
e
、
几
: 是 三相 平 衡 点 所 组成 的 三 相 线 此 处 体 系 C 一
协
十
水麦 浅 州 于”
. ō !“ 刀 J
L 十刀
l 下 叨 卜 八 上 ,i e s C
!
I 犷
)
夕 介
尸 刀
` 苗 ù 、 一 ` 洲 卜 夕
盆
…
己
、
认
乙 十C
C十 卫
卿乙 水 阁 札
恤O
图 2
从
:
( C
准1 卿
)
50
`
刀 牵飞
(
勿
2 : 、 图 4 某 压力 下 H 0 一 N a 5 0 二 元 系 恒 压 图 ( 图 2 4 摘 自文 献 〔 3〕 p 4 53
。
F~ 3
,
所
以f一2+
1
与相 律 图 解 表 示 一 致
固相 B 和
:
曲线
e
`
e e “
表 明 低 共 熔 混 合物 的 熔 点 随 压 力 而
连 续变 化
.
反 映 了 固相 A
低 共 熔混 合 物 ( 液相 ) 三 相 平 衡 时 的温 度 与 压 力 的
.
恒 压 下相 律 可 写 成
f+ P= C+ 1
一 ph
“
h
n e
t
h
r e e
一
p h
q
u
ilib
r
i
a
”
或
“
t
h
r e e
a s e
”
li
〔`
n e
”
[
“
3
’
相吻合
;
也 有 的 物 理 化 学 教 科书 针 对 具
”
有 低 共 熔 点 的恒 压 图 称 之 为
固相 线
或
。
固 液 相线
一 吕
ts ’ ;
也 有 些 国内 外 的物 理化
,
学 教 科 书 对 这 类 水 平线 未 给 以 明 确 的 名 称
附图
:
丁
t
、 乓 即 热
l l

.
:
.
厂
:
`
r
,
.
「
_
,
_
.
.
.
… …
l l
_
_
{
!翻 1 二 元 系 简单 低 共 熔物 的 恒 压 相 图
一
几
召
图 3
简单 低 共熔 物 的 二 元 系 的 组 成 温 3 ) 度 压 力 图 ( 图 3 摘 自文 献 〔6 〕P 2 9
、
.
一仄
6
.
、
书 蔚 浦 郊 鸯 易
相平 衡 线
自由 度 数 为 0
1 2
.
的体 系 相 对应
反之 亦 然
。
无疑
,
,
相 平 衡 线 应 是 满 足 于某 一 确 定 即 处在 相 线 上 的 任 意 点 应 符 合
“
、
压 力 以 及 各 相组 成 之 间 依赖 关 系 的相 点 的 集 合
。
某 一确 定 的 关 系
例如图 l 中
,
a
E线
一2 4 一
关系
。
恒 压 相 图 中 低 共 熔 点 ( 如 图 1 中 的E 点 ) 相 当 于 等 压 截 面 ( 如 图 3 中
z 护
a
B平
e b
面 ) 在 空间相 图中
“
线 上 的 一 个截 点
。
e
所 以 把恒 压 图 中 的
e e
.
E L 这 类 水平 线 也 称 为 M
三相 线
”
就 与 空 间 相 图 中 的 三 相线 容易 引起 混 淆
、
1大 气 压 下 H : O 一 N
a :
体系
动
4
)
—
25
一
共三
力下
N
a
Z
,
一
,
假 若将 图
“
1
中 M E L 水 平 线 日Ll做
”
“
三相 线
。
”
,
’ 同理 可 以 推 论 图 4 中 的 M D
间 中的 线 表 示
,
当 体系 是 自 由 度 数 为
2
(
f一 1
) 的单 变 体 系 时 则 用 空
、
称为 相平 衡 线
.
当 体 系 是 自 由度 数 为
,
(
、
f~ 2
) 的 双 变 体系 时 则 用 空 间
相 平 衡 面 应 分别 与
中 的 面表 示 的温 度
. 、
,
等等
.
这就 是 说
,
相 图 中称 之 为 相 平衡 点