第二部分第十章相平衡的研究
相图精品PPT课件
• 但要注意,硅酸盐矿物组成中的硅酸三钙,硅 酸二钙等,是一种新的化合物,具有自己的化 学组成和晶体结构,因而具有自己的物理和化 学性质。所以,它们可为单一的组分。
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10.3.1单元系统相图举例——以水相图为例
如:水相图 F=3-P
(1)单相区:一相存在 P=1 F=2
(2)各界线:两相共存 P=2 F=1
DC—水的饱和蒸汽压曲线(蒸发曲线) L=G
DB—冰的饱和蒸汽压曲线(升华曲线) G=S DA—冰的熔点曲线(熔融曲线)S=l P A (3)三相点D:三相共存 P=3 F=0
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多晶转变
1. 多晶转变的类型 机构变化的深刻性分:
①位移式转变 ②重建式转变 (3)按晶型转变的方向分:可逆转变、不可逆 转变
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10.4.2 ZrO2系统相图
10.5 二元相图的基本类型
二元系统:c=2
相律 f c p 1 3 p
• 单元系统中C=1,根据相律:F=C-P+2=3-P
• 从而看出,系统中的相数不可能少于一个,所 以系统中最大自由度为2,这两个自由度即是 温度和压力,自由度达最小为零,所以系统中 平衡共存的相数最多三个,不可能出现三相以 上的平衡状态。
• 相图中的任意一点都表示了系统的平衡态,称 为“状态点”。
4
(2)相
• 定义:是指系统中具有相同物理性质和化学性 质的均匀部分。
• 需要注意的是这个“均匀”的要求是严格的, 非一般意义上的均匀,而是一种微观尺度的均 匀。
大学工程力学重点知识点总结—期末考试、考研必备!!
工程力学重点总结—期末考试、考研必备!!第一章静力学的基本概念和公理受力图一、刚体P2刚体:在力的作用下不会发生形变的物体。
力的三要素:大小、方向、作用点。
平衡:物体相对于惯性参考系处于静止或作匀速直线运动。
二、静力学公理1、力的平行四边形法则:作用在物体上同一点的两个力,可以合成为仍作用于改点的一个合力,合力的大小和方向由这两个力为边构成的平行四边形的对角线矢量确定。
2、二力平衡条件:作用在同一刚体上的两个力使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力的大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上。
3、加减平衡力系原理:作用于刚体的任何一个力系中,加上或减去任意一个平衡力系,并不改变原来力系对刚体的作用。
(1)力的可传性原理:作用在刚体上某点的力可沿其作用线移动到该刚体内的任意一点,而不改变该力对刚体的作用。
(2)三力平衡汇交定理:作用于刚体上三个相互平衡的力,若其中两个力的作用线汇于一点,则此三个力必在同一平面内,且第三个力的作用线通过汇交点。
4、作用与反作用定律:两个物体间相互作用的力,即作用力和反作用力,总是大小相等,方向相反,作用线重合,并分别作用在两个物体上。
5、刚化原理:变形体在某一力系作用下处于平衡状态时,如假想将其刚化为刚体,则其平衡状态保持不变。
三、约束和约束反力1、柔索约束:柔索只能承受拉力,只能阻碍物体沿着柔索伸长的方向运动,故约束反力通过柔索与物体的连接点,方位沿柔索本身,指向背离物体。
2、光滑面约束:约束反力通过接触点,沿接触面在接触点的公法线,并指向物体,即约束反力为压力。
3、光滑圆柱铰链约束:①圆柱、②固定铰链、③向心轴承:通过圆孔中心或轴心,方向不定的力,可正交分解为两个方向、大小不定的力;④辊轴支座:垂直于支撑面,通过圆孔中心,方向不定。
4、链杆约束(二力杆):工程中将仅在两端通过光滑铰链与其他物体连接,中间又不受力作用的直杆或曲杆称为连杆或二力杆,当连杆仅受两铰链的约束力作用而处于平衡时,这两个约束反力必定大小相等、方向相反、沿着两端铰链中心的连线作用,具体指向待定。
化工分离过程_课后答案刘家祺
化⼯分离过程_课后答案刘家祺化学⼯程与⼯艺教学改⾰系列参考书分离过程例题与习题集叶庆国钟⽴梅主编化⼯学院化学⼯程教研室前⾔化学⼯程与⼯艺专业所在的化学⼯程与技术⼀级学科属于⼭东省“重中之重”学科,⼀直处于⼭东省领先地位,⽽分离⼯程是该专业⼆门重要的必修专业课程之⼀。
该课程利⽤物理化学、化⼯原理、化⼯热⼒学、传递过程原理等基础基础知识中有关相平衡热⼒学、动⼒学、分⼦及共聚集状态的微观机理,传热、传质和动量传递理论来研究化⼯⽣产实际中复杂物系分离和提纯技术。
传统的教学⽅法的突出的弊端就是⼿⼯计算⼯程量⼤,⽽且结果不准确。
同时由于现代化化学⼯业⽇趋集成化、⾃动化、连续化,学⽣能学到的东西越来越少。
所以,传统的教学模式不能满⾜现代化⼯业⽣产对⾼⽔平⼯业⼯程师的需求,开展分离⼯程课程教学⽅法与教学⼿段课题的研究与实践,对我们的学⽣能否承担起现代化学⼯业的重任,与该课程的教学质量关系重⼤,因此对该门课程进⾏教学改⾰具有深远意义。
分离⼯程课程的改⾰主要包括多媒体辅助教学课件的开发、分离⼯程例题与习题集、分离⼯程试题库的编写等⼯作。
⽬前全国各⾼校化学⼯程与⼯艺专业使⽤的教材⼀般均为由化学⼯程与⼯艺专业委员会组织编写的化⼯分离过程(陈洪钫主编,化学⼯业出版社),其他类似的教材已出版了⼗余部。
这些教材有些还未配习题,即便有习题,也⽆参考答案,⽽⾄今没有⼀本与该课程相关的例题与习题集的出版。
因此编写这样⼀本学习参考书,既能发挥我校优势,⼜符合形势需要,填补参考书空⽩,具有良好的应⽤前景。
分离⼯程学习指导和习题集与课程内容紧密结合,习题贯穿⽬前已出版的相关教材,有解题过程和答案,部分题⽬提供多种解题思路及解题过程,为学⽣的课堂以及课后学习提供了有⼒指导。
编者2006 年3 ⽉⽬录第⼀章绪论 (1)第⼆章单级平衡过程 (5)第三章多组分精馏和特殊精馏 (18)第四章⽓体吸收 (23)第五章液液萃取 (26)第六章多组分多级分离的严格计算 (27)第七章吸附 (33)第⼋章结晶 (34)第九章膜分离 (35)第⼗章分离过程与设备的选择与放⼤ (36)第⼀章绪论1. 列出5 种使⽤ESA 和5 种使⽤MSA 的分离操作。
人教版高中物理新课标教材目录
人教版高中物理新课标教材目录人教版高中物理新课标教材目录序号教材名称年级学期价格(元)页码1 高中物理必修一高一上学期 39.0 2562 高中物理必修二高一下学期 39.0 2563 高中物理选修三系列高二上学期 42.0 2804 高中物理选修四系列高二下学期 42.0 2805 高中物理选修五系列高三上学期 45.0 3046 高中物理选修六系列高三下学期 45.0 304这些教材均由人民教育出版社出版,是高中物理新课标指定的教材。
其中,必修一和必修二是高中物理的基础课程,是所有学生必须学习的内容。
选修三、选修四和选修五是进一步深化物理知识学习的课程,学生可根据自己的兴趣和实际情况进行选择学习。
而选修六则是更高难度的物理课程,适合对物理感兴趣且能力较强的学生选择学习。
这些教材的特点是注重实践操作和理论知识的结合,通过实验和演示等方式让学生更好地理解物理知识和原理。
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此外,教材还注重启发学生的思维和能力,让学生在学习过程中不断发掘自己的潜力和创造力。
对于使用这些教材的教师来说,他们可以按照教材的目录结构进行授课,组织学生进行实验和探究活动,帮助学生更好地掌握物理知识和技能。
教师也可以根据需要对教材内容进行适当调整和补充,以满足不同层次学生的需求。
总之,人教版高中物理新课标教材是一套全面、系统、深入的物理课程教材,适合所有对物理感兴趣的学生使用。
通过学习这套教材,学生可以更好地掌握物理知识和技能,提高自己的思维和创新能力,为未来的学习和生活打下坚实的基础。
人教版高中物理教材目录表人教版高中物理教材目录表人教版高中物理教材目录表包含了多方面的内容,旨在帮助学生更好地理解物理学的原理和方法。
该目录表按照教材的章节顺序排列,方便学生查阅和学习。
一、运动的描述1、质点2、参考系和坐标系3、时间与位移4、运动快慢的描述——速度5、实验:用打点计时器测速度6、速度变化快慢的描述——加速度二、匀变速直线运动的研究1、实验:探究小车速度随时间变化的规律2、匀变速直线运动的速度与时间的关系3、匀变速直线运动的位移与时间的关系4、匀变速直线运动的速度与位移的关系5、自由落体运动6、伽利略对自由落体运动的研究三、相互作用1、重力2、基本相互作用3、弹力4、摩擦力5、力的合成6、力的分解四、牛顿运动定律1、牛顿第一定律2、实验:探究加速度与力、质量的关系3、牛顿第二定律4、牛顿第三定律五、曲线运动1、平抛运动2、实验:研究平抛运动3、圆周运动4、向心加速度5、向心力6、生活中的圆周运动六、万有引力与航天1、行星与太阳间的引力2、万有引力定律3、万有引力定律的应用4、探究人造卫星的运动规律5、宇宙速度6、经典力学与现代物理七、机械能守恒定律1、功2、功率3、探究功与速度变化的关系4、验证机械能守恒定律5、能的转化与守恒定律八、电场与电路1、电荷及其相互作用2、电场强度和电势差3、电容器与电容4、探究串、并联电路的规律5、欧姆定律及电阻定律6、电路分析与应用九、磁场与电磁感应1、磁场及其磁效应2、安培定则与洛伦兹力3、电磁感应定律4、法拉第电磁感应定律及应用5、交流电的产生及描述6、三相交流电及安全用电原则十、光学与原子物理1、光的传播与反射2、光的折射与全反射3、量子力学的基本概念4、原子结构及放射性现象5、相对论的基本原理及效应6、光子与波粒二象性综上所述,人教版高中物理教材目录表为学生提供了清晰明了的学习框架,涵盖了物理学的基本原理和重要应用。
第二章相平衡(1)
b)互溶体系
c)晶体具有高蒸气压 高压单晶炉 助溶剂法(降低温度,也就降低蒸气压)
d)掺杂晶体,考虑分凝系数
k0 Cs / CL
kef k0 k0 (1 k0 ) exp(
c
D
v)
C料 C晶体 / kef
Nd3+:YAG中Nd3+浓度为1mol%,kef=0.2, 则配料成分含Nd2O5=5mol%
K0越接近1,生长速度越快; 溶质浓度越低,杂质越少,生长速度越快 液相线斜率越小,生长速度越快
(5)热处理工艺的确定 晶体通过合适的热处理工艺可以提高完 整性。 扩散均匀化D=D0exp(-Q/RT) 固溶体成分的波动可通过退火消除,有 些晶体升温有不可逆相变,晶体拉制后 立即退火 如有脱溶沉淀,可以考虑淬火。
4.2相图中与晶体生长有关的一些因素
(1)反应类型 从相图的观条来看,晶体生长无非是经过一个反应。 弄清楚这一反应的类型以及反应中的相平衡关系,对晶体 生长是至关重要的。为了研究从熔态中生长晶体。就是要 弄清固、液两相间的反应类型、要弄清这一反应是固液同 成分的呢。还是存在一个固液二相区。 具有固液同成分点(以下简称为同成分点)的体系。对于 从熔态生长晶体是及其有利的。它的配料成分、生长温度 等都比较容易确定、相对地说生长速度也可以较快。
两个单相区之间必定有一个由这两个相所组成的 两相区隔开,而不能以一条线接界。两个两相区必须 以单相区或三相区隔开。由此可以看出,在二元相图 中,相领相区的相数相差一个(点接触情况除外)。这个 规律称为相区接触法则。 在三相点的相线曲率,必须使其延长线所表示的 亚稳平衡线处于其他两条平衡相线之间(如图6(a) )而 不是任意的(如图6(b))。违背了这条原则,就违背了 亚稳相溶解定律。这就是相线相交时的曲率原则。 如果两个恒温转变中有两个相同的相,那么在这两 条水平线之间一定是由这两个相所组成的两相区。
第二章传质分离过程的热力学基础
2023年5月
30
如何求Ki?-活度系数法
(三)汽相逸度系数 选择适宜的状态方程求取汽相逸度系数。
如采用维里方程可得到逸度系数的表达式:
中,逸度可视为修正非理想性的分压。
逸度系数—实际系统由于和理想气体的行为有偏差,在有关的运算中,
作为理想气体压力的校正而引进的概念,符号 f 。
当压力趋近于零,实际系统的性质趋近于理想气体,逸度等于压力, 活度系数等于1。
逸度与压力的比值称为“逸度系数”。
2023年5月
8
基础知识- Ki 及αij
在t-x-y图中,泡点曲线 与露点曲线 将相图整个区域划分为三个区域, 只有在两线之间区域才是汽、液 相共存区。即两相区内水平线与 曲线的两个交点即为互成平衡的 液相与气相组成点x-y。
2023年5月
16
精馏原理在相图上表示
液相随多次部分气化次数的增加,剩余液 体中难挥发组分浓度逐渐升高;
汽相随部分冷凝次数的增加,易挥发组分 的浓度逐渐升高。
3、Wilson 方程(二参数) 不能直接用于液液平衡
4、NRTL方程(三参数) 适用于二元和多元汽液平衡和液液平衡体系(特 别是含水体系),但需要3个参数
2023年5月
27
如何求Ki?
(一)液相活度系数的计算
5、UNIQUAC方程(二参数) 两参数方程,仅需二元参数和纯组分数据即可估算多元
汽液平衡和液液平衡,特别适用于分子大小相差悬殊的混 合物。但表达式较复杂。 以上各活度系数方程的相同之处是需要实测的汽液平衡数 据回归参数,当汽液平衡数据很少或根本没有时难以实用。 6、UNIFAC模型
p0 A 、p0 B 分别为A、B纯组分的饱和蒸汽压;
xA、 xA分别为A、B组分的液相平衡组成。
第二章相平衡及相图
pA p x
* A
* A A
* A
p pA pA p (1 xB ) xB * pA 适用条件:理想稀溶液中溶剂或理想液态混合物。
如果溶液中只有A,B两个组分,则
2-4-2 享利定律
在一定温度下,稀溶液中挥发性溶质在气相中 的平衡分压与在溶液中的摩尔分数(或质量摩尔浓 度、物质的量浓度)成正比。
def
S - R - R′
§2-1
R’包括:
相律
1)当规定系统中部分物种只通过化学反应由
另外物种生成时,由此可能带来的同一相的 组成关系。 2)由电中性条件带来的同一相的组成关系。
例1 (1) 仅由 NH4Cl(s) 部分分解,建立如下反应
平衡:
NH4Cl (s) =NH3(g)+HCl(g)
(2) 仅由CaCO3(s)部分分解,建立如下反应平衡: CaCO3 (s) = CaO(s)+CO2(g)
pB kx,B xB
pB kb,BbB
pB kc,BcB
式中比例系数称为亨利系数。 适用条件:稀溶液中挥发性溶质,且溶质在 气相和在溶液中的分子状态必须相同。
2-4-3 拉乌尔定律和亨利定律对比
1 共同点 (1)适用于稀溶液; (2)表达形式相似。 2区别
(1)比例常数不同;
(2)针对的具体对象不同。
和1molB(l)形成理想混合物,则
ΔmixS= J/K,
ΔmixH=
ΔmixG=
kJ,
kJ。
答案: ΔmixS = 11.53 J/K, ΔmixH = 0 kJ, ΔmixG = -3.44 kJ。
§2-6
理想稀溶液
2-6-1 理想稀溶液的定义 一定温度下,溶剂和溶质分别服 从拉乌尔定律和亨利定律的无限稀薄溶 液。
化工原理 第十章 课件 陈敏恒
9.2双组分溶液的气液平衡
第九章
蒸馏
Distillation
1
化工原理
9.2双组分溶液的气液平衡
9.2双组分溶液的气液相平衡
9.2.1双组分理想物系的气液平衡 9.2.2双组分非理想物系的气液平衡
2
化工原理
9.2双组分溶液的气液平衡
9.2.1 双组分理想物系的气液平衡
3
化工原理
9.2双组分溶液的气液平衡
一、相律
在物理化学中,我们学习过相律,即:
F C 2
式中F――自由度数; C ――独立组分数; Φ ――相数。 对双组分的气液相平衡,由相律知其自由度数为2。
4
化工原理
9.2双组分溶液的气液平衡
二、双组分理想物系的液相组成-温度 关系——泡点方程
理想物系,遵循拉乌尔定律:
pA pA xA
挥发度与相对挥发度 挥发度: v A
pA xA
7
vB
pB xB
化工原理
9.2双组分溶液的气液平衡
相对挥发度:
vA vB
pA
yA xA
pB xB
xA yB xB
对双组分溶液,气相遵循道尔顿分压定律,则:
y
x
1 1 x
上式称为气液相平衡方程。α 越大,分离越容易。
0
p B p B x B p B 1 x A
0 0
pA0、 pB0为溶液温度下纯组分A和B的饱和蒸气压
可查有关手册或由下面安托因方程求得:
lg p A
0
B C T
5
化工原理
9.2双组分溶液的气液平衡
04章_相平衡
p yi > pi* xi , γi > 1
负偏差系统:实际蒸气压小于拉乌尔定律计算值,
p yi < pi* xi , γi < 1
4、正偏差系统的恒温相图与恒压相图
如图所示,是对拉乌 尔定律发生正偏差的情况, 虚线为理论值,实线为实 验值。真实的蒸气压大于 理论计算值。
4.固相完全互溶或部分互溶的系统
5.复杂系统
4.6 三组分系统 的液液平衡相图
1.三组分系统相图的坐标
f = K - π + 2 – R - R' = 5 - π
T或P,单相
f =3
A
A
A
B WC
C
B WC
C B|
90
|
| 80
| 70
| 60
| 50
| 40
| 30
| 20
| 10
| 0
正偏差出现原因: 1、不同组分分子间的 相互吸引比纯物质弱;
2、第二种物质的加入
使分子的缔合程度降低;
如果把它对应的气相组成线也画出来, 分别得到对应的p-x(y)图和T-x(y)图,这时 液相线已不再是直线。
恒温时总蒸气压随xB变化不但比理想混合物 (虚线)为高,且出现极大,恒压时沸点随xB 变化出现极小。
以水-溴苯系统为例,两者互溶程度极小,而 密度相差极大,很容易分开,图中是蒸气压随温度 变化的曲线。
ï µ Î Ï ô ø ¹ ú ß Õ Æ Ñ Ç Ï å ± ä ½ QM ® Ë QN ® +ä ± Ë å ½ QO Ð ã ·µ 429K 373.15K 368.15K
由表可见,于溴苯的 摩尔质量大,蒸出的混合 物中溴苯含量并不低。
复旦物理化学1000题相平衡72
复旦物理化学1000题相平衡72
摘要:
一、引言
二、相平衡的定义和基本原理
三、相平衡的应用领域
四、相平衡在化学反应中的作用
五、相平衡对环境和经济的影响
六、结论
正文:
一、引言
相平衡是物理化学中的一个重要概念,涉及气相、液相和固相之间的相互转化。
在自然界和人类活动中,相平衡现象普遍存在,理解和掌握相平衡对于解决实际问题具有重要意义。
二、相平衡的定义和基本原理
相平衡是指在一定温度和压力下,多相体系中各相的组成和分布保持不变的状态。
相平衡的基本原理是热力学第二定律,即熵增原理。
在相平衡状态下,各相的熵值达到最大,且各相之间的化学势相等。
三、相平衡的应用领域
相平衡在许多领域有广泛应用,如地质学、材料科学、环境科学和化工等。
在地质学中,相平衡研究有助于揭示岩石相变、成矿作用等地质过程。
在材料科学中,相平衡原理可用于研究材料的制备、性能和稳定性等。
四、相平衡在化学反应中的作用
相平衡在化学反应中起关键作用。
在相平衡状态下,化学反应可以进行到最大限度,反应速率最大。
同时,相平衡也决定了化学反应的方向和限度。
五、相平衡对环境和经济的影响
相平衡现象对环境和经济发展具有重要影响。
例如,地球大气中的温室气体增加导致气候变暖,进而影响农业、水资源和生态系统。
此外,相平衡原理在石油、天然气和矿产资源开发中也有重要作用。
六、结论
相平衡是物理化学中的基本概念,具有广泛的应用价值。
第二章相平衡
ln
p1
蒸发 H R
m
(1 T1
1) T2
ln
13.334 5.3327
蒸发 H m 8 .3 1 4
(1 4 6 5 .1
1) 4 8 9 .6
蒸 发 H m 7 0 .8 3 kJ / m o l
熔化
H
=
m
PbTiO3和PbZrO3固溶生成锆钛酸铅压电陶瓷, 广泛应用于电子、无损检测、医疗等技术领域。
(独立)组分数 C 由下式定义:
C def S - R - R′
(2-1)
S —— 物种数;
R —— 独立的化学反应数; R′—— 在同除一相中,除∑BxB=1外,其他固定不变的浓
度关系
R′包括:
(i)当规定系统中部分物种只通过化学反应由另外物种生 成时,由此可能带来的同一相的组成关系;
克劳休斯—克拉珀龙方程
T,p
dT dp
T Vm Hm
凝聚相(液或固相) 气相的两相平衡
T,p 以液 气平衡为例,
dp
dT
=
ΔvapH*m TVm* g -Vm*
l
dp =
Δ H* vap m
dT
T
Vm*
g
-
V* m
l
做以下近似处理:
(i) [Vm*(g)- Vm*( l)]≈ Vm*(g)
试求(1) 、(2)两种情况下,系统的 组分(独立)数 C=?自由度 数 f =?
解:
(1) C = S - R - R´= 3 - 1 - 1=1
f =C- +2= 1-2+2=1
(完整word版)江苏高中物理教材目录
江苏物理教材目录必修1(高一上)第一章:运动的描述1.质点、参考系和坐标系2.时间和位移3.运动快慢的描述—速度4.实验:用打点计时器测速度5. 速度变化快慢的描述—加速度第二章:匀变速直线运动的研究1.实验:探究小车速度随时间变化的规律2.匀变速直线运动的速度与时间的关系3. 匀变速直线运动的位移与时间的关系4.匀变速直线运动的位移与速度的关系5.自由落体运动6.伽利略对自由落体运动的研究第三章:相互作用1.重力基本相互作用2.弹力3.摩擦力4.力的合成5.力的分解第四章:牛顿运动定律1.牛顿第一定律2.实验:探究加速度与力、质量的关系3. 牛顿第二定律4.力学单位制5. 牛顿第三定律6.用牛顿定律解决问题(一)7. 用牛顿定律解决问题(二)必修2(高一下)第五章:曲线运动1. 曲线运动2.质点在平面内的运动3.抛体运动的规律4.实验:研究平抛运动5.圆周运动6.向心加速度7.向心力8.生活中的圆周运动第六章:万有引力与航天1.行星的运动2.太阳与行星间的引力3.万有引力定律4. .万有引力理论的成就5.宇宙航行6.经典力学的局限性第七章:机械能及其守恒定律1.追寻守恒量2.功3.功率4.重力势能5.探究弹性势能的表达式6.实验:探究功与物体速度变化的关系7.动能和动能定理8.机械能守恒定律9.实验:验证机械能守恒定律10.能量守恒定律选修3—1(高一下学完第一章)第一章. 静电场1.电荷及其守恒定律2.库仑定律3.电场强度4.电势能和电势5.电势差6.电势差与电场强度的关系7.静电现象的应用8.电容器与电容9.带电粒子在电场中的运动第二章. 恒定电流1.导体中的电场和电流2.电动势3.欧姆定律4.串联电路和并联电路5.焦耳定律6.电阻定律7.闭合电路欧姆定律8.多用电表9.实验:测定电池的电动势和内组10.简单逻辑电路第三章. 磁场1.磁现象和磁场2.磁感应强度3.几种常见的磁场4.磁场对通电导线的作用力5.磁场对运动电荷的作用力6.带电粒子在匀强磁场中的运动选修1—1(文科)第一章.电场电流1.电荷库仑定律2电场3.生活中的静电现象4电容器5电流和电源6电流的热效应第二章.磁场1.指南针与航海2.电流的磁场3.磁场对通电导线的作用4磁场对运动电荷的作用5磁性材料第三章.电磁感应1.电磁感应现象2.法拉第电磁感应现象3.交变电流4.变压器5.高压输电6.自感现象涡流7.课题研究:电在我家中第四章.电磁波及其应用1. 电磁波的发现2. 电磁波谱3. 电磁波的发射和接收4.信息化社会5. 课题研究:社会生活中的电磁波选修1—2(江苏不学)第一章.分子动力论1.分子及其热运动2.物体的内能3.固体和液体4.气体第二章.能量守恒与耗散1. 能量守恒定律2. 热力学第一定律3.热机的工作原理4. 热力学第二定律5.有序、无序和熵6.课题研究:家庭中的热机第三章. 核能1.放射性的发现2.原子核的结构3.放射性衰变4.裂变和聚变5.核能的利用第四章.1.热机的发展和利用2.电力和电信的发展与应用3.新能源的开发4.能源与可持续发展5. 课题研究:太阳能综合利用的研究选修2—1(江苏不学)第一章. 电场直流电路1. 电场2. 电源3. 多用电表4. 闭合电路欧姆定律5. 电容器第二章. 磁场1. 磁场磁性材料2. 安培力与磁电式仪表3. 洛仑兹力和显像管第三章. 电磁感应1. 电磁感应现象2. 感应电动势3. 电磁感应现象在技术中的应用第四章. 交变电流电机1. 交变电流的产生和描述2. 变压器3. 三相交变电流第五章. 电磁波通信技术1. 电磁场电磁波2. 无线电波的发射、接收和传播3. 电视移动电话4. 电磁波谱第六章. 集成电路传感器1. 晶体管2. 集成电路3. 电子计算机4. 传感器选修2—2(江苏不学)第一章物体的平衡1.共点力平衡条件的应用2.平动和转动3.力矩和力偶4.力矩的平衡条件5.刚体平衡的条件6.物体平和的稳定性第二章材料与结构1.物体的形变2.弹性形变与范性形变3.常见的承重结构第三章机械与传动装置1.常见的传动装置2.能自锁的传动装置3.液压传动4.常用机构5.机械第四章热机1.热机原理热机效率2.活塞式内燃机3.蒸汽轮机燃气轮机4.喷气发动机第五章制冷机1.制冷机的原理2.电冰箱3.空调器选修2—3(江苏不学)第一章光的折射1. 光的折射折射率2. 全反射光导纤维3. 棱镜和透镜4. 透镜成像规律5. 透镜成像公式第二章常用光学仪器1.眼睛2.显微镜3.照相机第三章光的干涉、光的衍射和偏振1.机械波的衍射和干涉2.光的干涉3.光的衍射4.光的偏振第四章光源与激光1.光源2.常用照明光源3.激光4.激光的应用第五章放射性与原子核1.天然放射现象原子结构2.原子核衰变3.放射性同位素的应用4.射线的探测和防护第六章核能与反应堆技术1.核反应和核能2.核裂变和裂变反应堆3. 核裂变和受控热核反应选修3—2(理科学)第四章. 电磁感应1.划时代的发现2.探究电磁感应的产生条件3.楞次定律4.法拉第电磁感应定律5.电磁感应规律的应用6.互感和自感7.涡流、电磁阻尼和电磁驱动第五章.交变电流1. 交变电流2.描述交变电流的物理量3.电感和电容对交变电流的影响4.变压器5.电能的输送第六章.传感器1. 传感器及其工作原理2. 传感器的应用一3. 传感器的应用二4. 传感器的应用实验选修3—3(江苏不选)第七章.分子运动论1.物体是由大量分子组成的2.分子的热运动3.分子间的作用力4.温度和温标5.内能第八章. 气体1.气体的等温变化2.气体的等容变化和等压变化3.理想气体状态方程4.气体热现象的微观意义第九章.物态和物态变化1.固体2.液体3.饱和汽与饱和汽亚4.物态变化中的能量交换第十章.热力学定律1.功和内能2.热和内能3.热力学第一定律能量守恒定律4. 热力学第二定律5. 热力学第二定律的微观解释6.能源和可持续发展选修3—4(理科学)第十一章. 机械振动1.简谐运动2. 简谐运动的描述3. 简谐运动的回复力和能量4.单摆5.外力作用下的振动第十二章. 机械波1.波的形成和传播2.波的图像3.波长、频率和波速4.波的衍射和干涉5.多普勒效应6.惠更斯原理第十三章. 光1.光的反射和折射2.全反射3. 光的干涉4.实验:用双缝干涉测量光的波长5. 光的衍射6. 光的偏振7. 光的颜色色散8.激光第十四章. 电磁波1.电磁波的发现2. 电磁振荡3. 电磁波的发射和接收4. 电磁波与信息化社会5. 电磁波谱第十五章相对论简介1.相对论的诞生2.时间和空间的相对性3.狭义相对论的其他结论4.广义相对论简介选修3—5(理科学)第十六章. 动量守恒定律1.实验:探究碰撞中的不变量2. 动量守恒定律(一)3. 动量守恒定律(二)4.碰撞5.反冲运动火箭6.用动量概念表示牛顿第二定律第十七章. 波粒二象性1.物理学的新纪元:能量量子化2.科学的转折:光的粒子性3.崭新的一页:粒子的波动性4.概率波5.不确定性关系第十八章. 原子结构1.电子的发现2.原子的核式结构模型3.氢原子光谱4.玻尔的原子模型第十九章原子核1.原子核的组成2.放射性元素的衰变3.探测射线的方法4.放射性的应用于防护5.核力与结合能6.重核的裂变7.核聚变8.粒子和宇宙江苏物理近五年高考题结构08年:一单选题(5题,每题3分,共15分)二多项选择题(4题,每题4分.共计16分。
第二章 冶金熔体的相平衡图-1
1、相
2、独立组分
3
3、自由度 4、外界影响因素
1、相 (φ) phase
定义:指系统中具有相同物化性质的结构均匀部分。 特点:
相与相之间有界面,可以用机械办法分开,越过界面时 性质发生突变。
一个相可以是均匀的,但不一定是一种物质。 一个相在系统中可以是连续的,也可以是不连续的。 具体:气体:一般是一个相
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(1)相图特点:多晶转变(固态有7种晶型)
(2)相图分析
实线部分:6个单相区,9条界线,4个无变量点
+虚线部分:4个介稳态
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1、二元系统相图的表示方法及杠杆规则
二元凝聚系统中,c = 2 外界影响因素只考虑温度, n=1
相律: f c 1 3
f=0,φ=3 φ=1,f=2
相图:组分浓度为横坐标,温度为纵坐标
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要求
1、具有低共熔点的二元系统相图
相图特点:液相互溶、固相不互溶
T
a b
L
A+L
B+L
G
E
H
A+B
A
B% B
共晶相图之一
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共熔点、析晶终点
熔体的冷却析晶过程分析
TA T1 I
M’ C
T2 TE G
A+L K
L
B+L E
TB •系统组成点 •固相点 •液相点 •等温结线
A+B
M A
B%
B
液相点: M ML' f LL21 CLALfA1 L2 fE(LL0EA EA(LBE ) 17 固相点: S1 IA AS2GA ABSE K AB AB M EM AB
第10章相平衡
三、可逆和不可逆的多晶转变
四、SiO2系统的相图 五、ZrO2 系统
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一、水的相图
解释界线的斜率: 压 由克劳修斯-克拉珀龙方程: 强 dp/dT=H/TV , 从低温型向高温转变, 吸热过 程H>0,L g ;S g ,V>0, 则斜率>0 ;而S L 冰变成水, V<0 , 斜率<0,其它金属或SiO2, V>0 ,则斜率>0。
同级转变V大,-石英 -鳞石英的V最大:16%;
同类转变V小,鳞石英V最小,为0.2%; 方石英V最大,为2.8%。 同类转变速度快,因而同类转变的危害大。
20
相图的应用:
以耐火材料硅砖的生产和使用为例。 原料:天然石英( -石英) 生产方式:高温煅烧 晶型转变:很复杂(原因:介稳状态的出现) 要求:鳞石英含量越多越好,而方石英越少越好。这是由于石 英、鳞石英和方石英三种变体的高低温型转变中,方石英V变 化最大,石英次之,而鳞石英最小。如果制品中方石英含量大, 则在冷却到低温时,由于α -方石英转变成 -方石英有较大的体 积收缩而难以获得致密的硅砖制品。 实际情况:加热至573℃很快转变为α- 石英,当加热至870℃不 转变为鳞石英,在生产条件下,常过热到1200℃~1350℃直接 转变为介稳的α- 方石英。
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四、SiO2系统的相图
SiO2在自然界储量很大,以多种矿物的形态出现。如水晶、玛瑙、 砂岩、蛋白石、玉髓、燧石等。 在常压和有矿化剂存在的条件下, 固态有7种晶型,其转变温度如下:
熔体(1600℃) α-石英 熔体 (1670℃) α-鳞石英 160℃ β-鳞石英 117℃ 1470℃ α-方石英 268℃ β-方石英 1723℃ 熔融石英 急 冷 石英玻璃 同 类 (快) 转 变
无机材料科学基础课件 第十章 相图
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P A 水 C
T
10.3.2具有同质多晶转变的单元系统相图
P
G F 晶1 H B 晶2 O C 气 E 液 D
A
T
具有同质多晶转变的单元系统相图
其中:BF—晶型转变线,反映P对多晶转变的影 响,该直线斜率不会太大。 CE—晶2的熔融曲线 BF—晶1、晶2的转变曲线 AB—气相与晶1的两相平衡线(晶1的升华曲线) BC—气相与晶2的两相平衡线(晶2的升华曲线) CD—液相与气相的两相平衡线(液相的蒸发曲线) OG—过热晶型1与过冷液体的平衡曲线 BH—过冷晶型2的升华曲线 BO—过热晶型1的升华曲线 OC—过冷液相的蒸发曲线 FBOG区—过热晶1的相区 OBC—过冷蒸汽介稳区 GOCE区—过冷液相区
t=TC, C点
液相同时对晶 体A和B饱和 当最后一滴低共 p=3, f=0 熔组成的液相析 出A晶体和B晶体 24 后,液相消失
t=TE, E点
从液相中不断 析出A晶体
3个概念:系统组成点、固相点、液相点
简称:系统点 取决于系统的总组成,由原始配料组 成决定 对于M配料,系统点在MM’线上 系统中的液相组成和固相组成随温度不断变化, 液相点和固相点的位置也随温度不断变化
L A+B P=3,F=0
液相:M L G
' L P=1,F=2 ' L1 +L2 P=2,F=1
LC LD +A P=3,F=0
D E(LE A+B,F=0) 固相:H I J
A A+B
第十章
相 平 衡
1
10.1相平衡的基本概念、相律
10.1.1相:物理化学性质相同、完全均匀、可含多种物质
第十章相平衡 第三节 克拉贝龙—克劳修斯方程
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6
定温、定压、非体积功为零时,可逆相变ΔG1=ΔG2=0
由单组分均相系统的基本方程 可得 dG() S()dT V()dp
dG SdT Vdp
dG() S()dT V()dp
有
S()dT V()dp S()dT V()dp
移项合并 V() V()dp S() S()dT
整理得
求解结果为:T= 195.2K;p=5.93×103Pa
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(三)计算两相平衡系统中压力p与T的对应值
例10.3 已知水在101325Pa下,沸点为100℃,摩尔蒸发焓为
40.64kJ·mol-1,计算在高原地区压力为70 kPa时,水的沸点
由克拉贝龙~克劳修斯方程方程
ln
p2 p1
vapH m R
1 T1
1
T2
将p1=101325Pa,p2 =74kPa,T1=373K,ΔvapHm = 40.64kJ·mol-1代入 上式
ln
70 103 101325
40.64 103 8.314
1 373
1 T2
解得 T2 =351.65K=78.5℃,低于水在常压下的沸点
思考题 P288 2,作业 290 20,21
6. 了解精馏的基本原理和热分析法绘制相图的原理。
7. 了解其它二组分平衡相图。
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●研究相平衡的意义 生产中常遇到多相平衡系统的实际
问题
——石油化工厂用于分离的投入超过总投入一半以上 ——金属冶炼中金属成分、结构与性能之间的关系 —— 化工生产中混合物的分离、提纯(蒸发、冷凝、升华、溶 解和结晶)。这类问题的解决,都需要用到相平衡的知识
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1、在物理化学分析中常用的四个基本原理
1)相率:研究相态变化的规律。
2)连续原理:决定体系状态的参变量作连续变化时,如体系相的数目和特点没有改变,
则整个体系的性质也是连续变化的。
3)对应原理:体系中每一个化学个体或每一个可变组成的相都和相图上一定的几何图
象相对应。
4)化学变化的统一性原理:不论何种化学变化体系,只要体系中所发生的变化相似,
他们的几何图形就相似。
2、研究相平衡(相图)的方法:热分析法(动态法)、静态法
动态法:通过体系在加热和冷却过程中产生热效应时的温度来研究相平衡。
热分析法的原理:连续性原理,如体系无变化,则时间-温度曲线呈有规律连续变化;如有变化,则伴随有热效应,时间-温度曲线发生转折,根据转折点就可确定转变发生的温度。
热分析法的方法:冷却曲线法、加热曲线法。
当体系自熔融状态冷却时,按能量的变化规律,析出的晶相是有次序的,在相平衡的研究中,冷却曲线是追重要的。
静态法:在一定条件下使试样在某一温度下达到平衡,然后在该温度下用高温X射线衍射仪或高温显微镜等研究相的组成和结构,或迅速将试样冷却至室温,在室温
下进行相分析和结构分析及性质测定来研究相平衡。
静态法的原理:对相变速度很慢或有相变滞后现象的体系,难以用动态法准确测定转变温度,在这种情况下宜用静态法。
静态法的方法:将研究体系一系列不同组成的试样各准备多分,分别加热至一系列不同温度,长时间保温,使相变或其他变化充分进行,达到平衡状态,然后进行高
温观察或淬冷,由于相变来不及进行,冷却后的试样就保存了高温下的平衡状
态。
其手段有X射线衍射、显微镜观察(SEM,TEM,光学显微镜等)、电子探针3、塔曼三角形法
塔曼三角形的原理:
1)如果体系各熔合体的重量相等,而又在完全相同的条件下进行冷却,则在冷却曲线
上相当于低共熔温度停顿的时间或水平线段的长短和析出的低共熔物的重量成正
比。
2)在纯组分(或化合物)处停顿的时间等于零,而在组成相当于低共熔物时,停顿的
时间最长,据此,低共熔点的组成可以如此求得,即在组成-熔点图上在相当于低共
熔点的温度处,垂直于组成轴在相应的组成作某些线段,使其与停顿的时间成正比,经过诸线段的末端划两条直线,而得到一个三角形。
三角形高度的组成即相当于所
求的低共熔点的组成。
4、由热力学数据推测和校验相图的原理、相平衡原理、化学位的图解求法、单相平衡、两
相平衡——公切线法则
相平衡原理:体系的自由能最低:每一组元在平衡各相中的化学位相等。