6-03单组分系统相平衡

水的相图(高压)
低温岩石
伟晶岩
SiO 相图 SiO2的相图 2
高温岩石
地质温度计：可由造岩矿物中 SiO2 的晶型判定成岩温度。
CO2的相图
p
A
s
7.38 MPa 72.8atm O 518 kPa 5.2atm
B
- 56.6℃
超
临
界
l
流
体
C
g
高新技术
CO2 超临界流体萃取 1. 体积质量大448 kg·m-3
克拉佩龙方程
p f (T ) ? ( C = 1 ,P = 2, F = 1 )
纯物质两相平衡时系统温度和压力之间是相关的.
§6-3 单组分系统相平衡
1. 水的相平衡实验数据
水的相图
t/ ℃
-20 -15 -10 -5 0.01 20 60 99.65 100 374.2
两相平衡
三相平衡
水或冰的饱和蒸汽压/Pa
平衡压力 /MPa
平衡压力 /Pa
水气 冰气 冰水 冰水气
103.4
199.6
(190.5)
165.2
161.1
285.8
295.4
115.0
421.0
410.3
61.8
611.0
611.0 611.010-6 611.0
2337.8
19920.5
100000
101325
22119247
水的相平衡实验数据
0.00611 C'
O
OC’线:过冷水的饱和蒸气压曲线
B
0 0.01 100
❖ 1个三相点：P = 3，F = 0
C 为水的临界点：
374.2 t /℃
t = 0.01 ℃ p = 611Pa
临界温度 Tc= 374.2 +273.15K 临界压力 pc = 22.1 MPa
水的相图
2. 水的相图 ❖ 3个单相面: P = 1，F = 2 ❖3条两相线：P = 2，F = 1 ❖ 1个三相点：P = 3，F = 0
溶解能力强，易调节溶 解性能 2. Tc低，适用热敏性和化 学不稳定性的天然产物 3. CO2便宜、无毒、惰性、 易分离 4. 压力适中，易实现工业 化
31.06℃ t
CO2的相图(高压)
•硫的相图 S 的相图
P / 105 Pa
2. 水的相图 ❖ 3个单相面: P = 1，F = 2
A
dp dT
Hm* TVm*
<
0
C
221
气相、液相、固相 ❖ 3条两相线：P = 2，F = 1 OC线：水的饱和蒸气压曲线
固 1.01325
液
dp dT
H
* m
TVm*
>
0
OA线：冰的熔点随压力变化曲线
气
OB线：冰的饱和蒸气压曲线
P / 105 Pa
A
C
221
固
液
水蒸气 p=6百度文库1Pa t=0.01℃
冰
纯水
空气和水蒸气 p=101.325 kPa
t=0℃ 冰
被空气饱和的水
1.01325 0.00611
气 O C' B
0 0.01 100
374.2 t /℃
三相点
温度 t / ℃
冰点
0
三相点
0.01
冰点
压力 p / kPa 101.325 611Pa
§6-3 单组分系统相平衡
一、单组分系统的相律 C=1
F = C －P + 2 F =3－P
• 若P = 1, 最小 则F = 2, 最大 单组分单相双变量 (T 和 p )系统; • 若P = 2, 则F = 1, 单组分两相单变量 (T 或 p )系统; • 若P = 3, 最大 则F = 0, 最小 单组分三相无变量系统; ❖单组分系统平衡共存的相数最多为3 (此时 F = 0); ❖单组分系统最大自由度最大为2 (此时P = 1)
液相组成 被空气饱和的水
纯水
气相组成 空气和水蒸气
水蒸气
三相点与冰点
2. 水的相图
❖ 8个单相面: P = 1，F = 2 水、汽、冰1、冰2、冰3、 冰5、冰6、冰7。
❖ 7个三相点：P = 3，F = 0
t/ ℃
0.01 - 22 - 17 - 0.16 81.6 - 34.7 -24.3
p
611 Pa 210 MPa 351 MPa 634 MPa 2224 MPa 215 MPa 349 MPa