相变潜热的计算(精品课件)
相变潜热的计算公式
相变潜热的计算公式相变潜热是指物质在相变过程中吸收或放出的热量，这在很多领域都有着重要的应用。
咱们先来说说什么是相变。
相变呢，就好比水从液态变成气态，或者从固态变成液态，这种物质状态的转变就叫相变。
而相变潜热就是在这个转变过程中隐藏着的热量变化。
那相变潜热到底怎么计算呢？这就得提到几个常见的计算公式啦。
对于纯物质的固-液相变，常见的计算公式是Q = m × ΔHfus ，这里的 Q 表示相变潜热，m 是物质的质量，ΔHfus 是物质的熔化热。
比如说，咱们要计算 10 千克冰融化成水所吸收的热量，已知冰的熔化热是334 千焦/千克，那相变潜热 Q 就等于 10 × 334 = 3340 千焦。
再来说说纯物质的液-气相变，计算公式是Q = m × ΔHvap ，这里的ΔHvap 是物质的汽化热。
就像 5 千克水变成水蒸气，水的汽化热是2260 千焦/千克，那相变潜热就是 5 × 2260 = 11300 千焦。
不过呢，实际情况往往比这复杂得多。
我记得有一次在实验室里，我们做一个关于相变潜热的实验。
那是一个炎热的夏天，实验室里的空调似乎也不太给力，热得大家都有点心浮气躁。
我们的任务是测量一种特殊材料在相变过程中的潜热。
实验设备都准备就绪，大家紧张又期待地开始操作。
我负责记录数据，眼睛紧紧盯着仪表上的数字变化。
一开始一切都还顺利，可到了关键的测量环节，数据却出现了一些波动。
这可把我们急坏了，大家纷纷开始检查设备，寻找问题所在。
最后发现是一个小小的传感器出了故障，好在及时更换，才让实验得以继续进行。
经过一番努力，我们终于得到了准确的数据，算出了那种特殊材料的相变潜热。
那一刻，大家脸上的汗水都仿佛变成了成功的勋章，之前的燥热和焦急也都烟消云散了。
从那次实验我就深深体会到，计算相变潜热可不是简单地套个公式就行，得考虑各种实际因素，要仔细、认真，才能得出准确的结果。
总之，相变潜热的计算公式是我们研究和理解物质相变过程中热量变化的重要工具，但在实际应用中，一定要结合具体情况，综合考虑各种因素，才能让计算结果更准确、更有意义。
《相变潜热的计算》课件
相变现象的物理机制
01
物质存在固、液、气三相，三相之间相互转化的现 象称为相变。
02
相变过程中，物质会吸收或释放热量，这种热量称 为相变潜热。
03
相变潜热与物质在相变过程中所吸收或释放的能量 有关，是物质的一种特性。
相变潜热的计算公式
01
相变潜热的计算公式是：L = m * ΔH
02 其中，L 是相变潜热，m 是物质的质量，ΔH 是 物质的相变焓。
家用电器
冰箱和空调等家用电器利用相变 材料吸收和释放热量来实现制冷 和制热功能。
建筑节能
相变材料用于建筑中，能够吸收 和释放热量，调节室内温度，提 高建筑节能效果。
新能源开发
在新能源领域，如太阳能热利用 和地热发电等，相变潜热的应用 有助于提高能源转换效率和系统 性能。
02
相变潜热的基本原理
Chapter
04
相变潜热在工程中的应用
Chapter
热力发电
热力发电厂效率提升
相变潜热在热力发电厂中有着广泛的应用，通过合理利用相 变潜热，可以提高发电厂的效率。例如，在蒸汽轮机中，利 用相变潜热可以更有效地将热能转化为机械能。
余热回收
在发电过程中，会产生大量的余热。通过利用相变潜热技术 ，可以将这些余热进行回收利用，提高能源的利用率。
03 相变焓是指在一定压力下，物质在相变过程中所 吸收或释放的热量。
相变潜热与温度的关系
01
相变潜热与温度有关，不同温度下物质的相变焓不同
。
02
在一定压力下，物质在相变点附近的相变焓变化较大
，而在远离相变点时，相变焓的变化较小。
03
因此，在计算相变潜热时，需要考虑到温度对相变焓
《相变潜热的计算》课件
相变潜热是指物质在相变过程中吸收或释放的热量，这是一个重要的物理性 质。
介绍
1 相变潜热的定义
相变潜热是指物质在相变过程中吸收或释放的热量，它是相变过程的重要属性。
2 相变过程的基本概念
相变是物质从一种相态转变为另一种相态的过程，例如固体到液体的熔化。
相变潜热的计算方法
物质的热力学性质
通过分析物质的热力学性质， 可以计算相变潜热。
Clapeyron方程的推 导
Clapeyron方程是一个基本的公 式，可以用来计算相变潜热。
Clausius-Clapeyron方 程的推导
Clausius-Clapeyron方程是 Clapeyron方程的衍生形式，更 适用于实际计算。
用
1 相变潜热的应用范围
相变潜热的计算方法在材料科学、化学工程 等领域有广泛的应用。
2 实际计算案例
通过实际案例演示相变潜热的计算方法，加 深理解。
总结
1 相变潜热计算的重要性
相变潜热的计算可以帮助我们理解物质相变 过程中涉及的热量变化。
2 要点回顾
回顾相变潜热的定义、计算方法和应用，加 深记忆。
参考文献
• 方程和数据来源
第四章 比热和相变潜热
ΔQ=ΔV*ρm*K=ΔM*K ρ m水银比重，K为转换因子。 然后在同样条件下重复对空试样筒测量，根据两者焓差即可计算出试 样在此温度区间的平均定压比热。
2020/6/11
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第四章 比热与相变潜热
比热测量——冷却法（下落法）
➢下落法冰卡计
中心管下端较小，有利于热 量传递，管底外壁焊有挡板， 增强传热，抑制对流。 加热器用以调试校验准确度。 通入干燥的CO2气体，防止 内壁水汽结露结冰。 内外玻璃套抽真空绝热。 体积变化通过称量溢出水银。 每做完一次试验，使用干冰 重新冻成冰套。
2020/6/11
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第四章 比热与相变潜热
比热测量——冷却法（下落法）
➢下落法冰卡计
误差： 端口辐射热损会引起误差， 通常在试样桶上端的金属丝 吊丝上安装两三片高反射率 金属箔，中心管上部装有表 面抛光的阀门。当中心管足 够长时，此误差可忽略。 由热炉落入卡计过程中的热 损，对流辐射损失较大，但 与同样温度下试样空筒进行 比较可抵消。
2020/6/11
Q mcpT C0T
cp
1 m
Q T
C0
Q：加热量 C0：卡计系统热容，可标定 m：试样质量
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第四章 比热与相变潜热
比热测量——绝热卡计法
cv
Nk
34D
T
3 T
e
1
T
1
3s j 1
j T
2
e j T
e j
T
2
1
此式不能用于KCl一类的晶体，因为K和Cl是两个离子而不构成一个
分子基团，它们可以近似当作两个独立原子，使用两个德拜项更为 恰当。
2020/6/11
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计算相变潜热
9
在很多情况下，汽化热随温度改变，需用克拉贝隆方程：
dp*
h v
dT T (V V )
g
l
式中，Vg 、Vl分别为气体和液体在温度T时的摩尔容积。
中低压时， Vg ﹥﹥Vl ，由理想气体状态方程代入下式得：
d ln p*
h v
dT
RT 2
温度T时的汽化热可用lnp-T图由蒸汽压数据来计算，即 曲线上某温度处的切线斜率，就是该温度的（dlnp/dT）， 由上式求出△hv。
注意：此公式计算正常沸点下的汽化焓，误差一般都在
5%之内。
8
④克劳修斯-克拉贝隆方程
ln p* hv B RT
式中p*
蒸汽压，其单位要视式中常数B的数值而定
注意：此方程△h看作常数
若在蒸汽压数据覆盖的范围内， △h可看作为常数，则
可将实验测得的几个温度下相应的饱和蒸汽压数据，作lnp-
1/T图，由直线斜率（ －△hv/R)求出此温度范围内的平均摩尔 汽化热。
注意：此法用于计算标准汽化热即正常沸点下的相变
潜热；计算误差比较大，在30%之内。
5
②陈氏方程
8.319T (3.978T /T 3.983 1.555 ln p )
h
b
bc
c (J / mol)
v
1.07 T /T
bc
式中：Tb
液体的正常沸点，K ;
Tc
临界温度，K ;
Pc
临界压力，atm 。
10
⑤ 沃森公式
(hv )2 (1 Tr 2 )0.38
(hv )1
1 Tr1
式中：Tr1、Tr2分别是T1、T2下的对比温度
《相变潜热的计算》课件
跨学科研究的可能性
物理学与数学的结合
相变潜热的研究涉及到物理学和数学的多个 领域，通过跨学科合作，能够更深入地理解 相变过程的本质和规律，推动相变潜热研究 的进步。
相变潜热与其他领域的联 系
相变潜热的研究还可能与其他领域如化学、 生物学等产生交叉，通过跨学科合作，能够 发现新的应用领域和研究方向，推动相关领
《相变潜热的计算》ppt课件
contents
目录
• 相变潜热的概念 • 相变潜热的计算方法 • 相变潜热在工程领域的应用 • 相变潜热研究的未来展望 • 结论
01
相变潜热的概念
定义与特性
相变潜热定义
相变潜热是指在物质发生相变的 过程中所吸收或释放的热量。
特性
相变潜热与物质种类、温度和压 力有关，是物质固有的一种性质 。
域的发展。
05
结论
研究成果总结
相变潜热计算方法
本研究提出了一种新的相变潜热 计算方法，该方法基于热力学原 理和实验数据，能够更准确地计
算相变潜热值。
验证与比较
通过与已有文献数据进行比较，新 方法的准确性和可靠性得到了验证 ，计算结果更加接近真实值。
应用范围
该方法适用于不同温度和压力条件 下的相变潜热计算，具有一定的通 用性和实用性。
工业冷却
总结词
相变潜热在工业冷却中应用广泛，尤其在高温设备和工艺中，利用相变材料能够实现高效稳定的冷却效果。
详细描述
在工业生产中，许多设备和工艺需要持续的冷却来维持正常运行。相变材料能够吸收大量热量并在相变过程中释 放，因此可以用于高效稳定的冷却。相较于传统的冷却方式，相变冷却具有更高的稳定性和可靠性，能够满足工 业生产中的各种需求。
实验法
相变潜热的计算(精品课件)
曲线上某温度处的切线斜率，就是该温度的（dlnp/dT），
由上式求出△hv。
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方法⑦：沃森公式
(hv )2 (1 Tr 2 )0.38
(hv )1
1 Tr1
式中：Tr1、Tr2分别是T1、T2下的对比温度 注意：此公式在临界温度10K以外平均误差为1.8%
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方法⑧：标准熔化热的经验估算
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方法⒁ 相变材料储热性能分析
①DSC法（差示扫描量热法）
使用的温度范围：-175 ~ +725℃
使用差式扫描量热仪，在程序控制温度下，测量 输入物质和参比物质的功率差和温度关系，可以 定量得测定物质的熔点、热焓、熵、比热容等热 动力学参数。
测定相变材料的相变温度和相变潜热
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② DTA（差热分析法）
同等情况下，对应的潜热大小： 固-气 ＞ 液-气 ＞ 固-液
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二、相变潜热的计算
液体气化 → 蒸发热
固体溶化 → 熔解热
相
相
变
变
潜
液体凝固 → 凝固热
热
固体晶型转变 → 相变热
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相变材料按照其相变类型分类，总共可以 分成四类：
（1）固-气相变材料 （2）液-气相变材料 （3）固-固相变材料 （4）固-液相变材料
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3.相变潜热的定义
相变潜热：是指单位质量或者单位物质的量的 物质在等温等压的情况下，从一个相转变为另 一个相吸收或者放出的热量。
常见的： 固-液 转变 液-气 转变 固-气 转变
→ 熔解热 → 汽化热 → 升华热
许多固体在不同的温度和压强下具有不同的结 晶形式，即可以从一种固相转变为另一种固相， 这种过程称为同素异晶转变。同素异晶转变过 程中也要产生相变潜热。
潜热
计算
物质发生相变（物态变化），在温度不发生变化时吸收或放出的热量叫作“潜热”。物质由低能转变为高能 时吸收潜热，反之则放出潜热。例如，液体沸腾时吸收的潜热一部分用来克服分子间的引力，另一部分用来在膨 胀过程中反抗大气压强做功。熔解热、汽化热、升华热都是潜热。潜热的量值用每单位质量的物质或用每摩尔物 质在相变时所吸收或放出的热量来表示。
简介
潜热
部份普通液体及气体的潜热及相变温度是指在温度保持不变的条件下，物质在从某一个相转变为另一个相的 相变过程中所吸入或放出的热量。是一状态量。因任何物质在仅吸入（或放出）潜热时均不致引起温度的升高 （或降低），这种热量对温度变化只起潜在作用，故名。例如，液体蒸发时从周围吸收热量（汽化潜热），因为 当液体扩张为气体时分子之间克服相互的吸引力需要能量。同样，固体在熔解时要吸收热量（熔解潜热）。物质 的单位量所吸收或释放的热量称为比潜热；单位物质的量所吸收或释放的热量称为摩尔潜热 。其值不仅因物质 种类不同而异，而且也与温度或压力密切相关。按相变过程种类的不同，有气化潜热、熔化潜热和升华潜热等。 同种物质在温度相同、方向相反的相变过程中所吸入或放出的潜热，其量值必相等，如气化潜热总是等于凝结潜 热。Leabharlann 潜热状态量01 简介
03 过程 05 公式
目录
02 类型 04 计算 06 技术应用
潜热，相变潜热的简称，指物质在等温等压情况下，从一个相变化到另一个相吸收或放出的热量。这是物体 在固、液、气三相之间以及不同的固相之间相互转变时具有的特点之一。固、液之间的潜热称为熔解热（或凝固 热），液、气之间的称为汽化热（或凝结热），而固、气之间的称为升华热（或凝华热）。
谢谢观看
相变过程中单位质量物质吸收或放出的热量。潜热能量包含两部分，即两相内能之差（称内潜热）和相变时 克服外部压强所作的功（称外潜热）。潜热只发生在一级相变中，与发生相变时的温度有关。单位质量的某物质 在一定温度下的相变潜热是确定的。如0℃和1.01×10帕大气压强下1千克冰吸收334.3千焦的热量才能转化为同 温度的水；100℃和1.01×10帕大气压强下1千克水吸收2263.8千焦的热量才能转化为同温度的水蒸气，固-液相 变中的熔解热和凝固热，液-气相变中的汽化热和凝结热及固-气相变中的升华热和凝华热都属相变潜热 。
相变潜热的计算
△h4
A（液）1mol △h2（？） A（汽）1mol
T2,h3－ △ h4
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方法③：
特鲁顿法则（沸点法） △hv＝b Tb (kJ/mol)
b为常数，对非极性液体，b＝0.088; 水﹑低分子量醇，b＝0.109。
Tb 为液体的正常沸点，K；
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方法⑧：标准熔化热的经验估算
△hm（J/mol) ≈9.2Tm(用于金属元素) ≈25Tm(用于无机化合物) ≈50Tm(用于有机化合物)
式中 Tm 为正常熔点,K。
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固-液相变过程：
方法⑨：变时间步长法
步长就是将需要测量的数值均匀分成若干个区 间，每个区间的长度就叫步长。
数据，作lnp-1/T图，由直线斜率（ －△hv/R)求出 此温度范围内的平均摩尔汽化热。
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在很多情况下，汽化热随温度改变，需用克拉贝隆方程：
dp*
h v
dT T (V V )
g
l
中低压时，Vg ﹥﹥Vl，由理想气体状态方程代入下式得：
d ln p*
h v
dT
RT 2
式中，Vg 、Vl分别为气体和液体在温度T时的摩尔容积。
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气-液
固-液
固-气 固-固
热力学公式 查手册 特鲁顿公式 陈氏方程 Riedel方程 克劳修斯方程 沃森公式 经验公式 变时间步长法 有限差分-有限单元法 焓法 显热容法
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DSC法 DTA法
9
相变潜热的实质： 相变过程中末态与初态的焓差△H，即相变焓。
第3讲热学_相变与相变潜热.教师版
相变是日常生活中常见的现象。
湖水结冰、海水蒸发、樟脑升华都是日常生活中常见的相变现象。
在物质发生相变时，通常会伴随着吸收或放出热量，这就是相变潜热。
本讲主要为您介绍相变和相变潜热的相关问题。
一．相变相以及相变的概念比较复杂，这里我们仅仅是引入这个概念用以取代初中课本上的物态变化而已，随着我们同学处理的问题越来越多，大家会逐渐的领会。
相变产生时具有两个共同特点：第一：物质发生相变时，体积要发生显著的变化。
例如，在一个大气压下，1kg 的水沸腾而变成蒸气时，体积由1.043× 10-3m 3变为1.673m 3。
对大多数物质来说由液相变为固相时，体积要减小，但也有少数物质体积增大（如水、锑等）。
第二，相变时，伴有相变潜热（latent heat ）。
所谓相变潜热是指单位物质由1 相转变为2相时所吸收的热量。
例如但当1kg 冰溶解成水时，要吸收3.36×105J 的热量（溶解热）对潜热的解释：根据分子运动论，固态溶解为液态时体积增加，即分子间距增加，这样就需要反抗分子间的引力作功，从而使分子的势能增加。
根据能量守恒定律，吸收的潜热使分子势能增加，又热力学第一定律知道，吸收的热量等于内能的增加和克服外界压强作功之和。
因此，相变潜热l 等于单位质量物质的内能的增量 (U 2- U 1) . 和克服外界压强作功p ( v 2- v 1) . 之和，即：式中第一部分称为内潜热；后一部分是相变时克服外界压强作的功，称为外潜热。
式中v 2与v 1为单位质量（或者摩尔量）的体积，即比容（或体积度）。
二．饱和蒸汽计算：气液相变 物质由液态转变为气态叫汽化，由气态转化为液态的过程叫液化。
在一定压强下，单位质量液体变为同温度气体时所吸收的热量称为汽化热，一般用L 表示；相应的一定压强下，单位质量的气体凝结为同温度液体时所放出的热量称为凝结热，数值也是L ，在汽化和凝结过程中，吸收或放出的热量为：Q=mL液体的汽化①蒸发在密闭的容器中，随着蒸发的不断进行，容器内蒸汽的密度不断增大，这时返回液体中的蒸气分子数也不断增多，直到单位时间内跑出液面的分子数与反回液面的分子数相等时，高二物理竞赛第3讲相变与相变潜热本讲导学知识点睛l =(U 2-U 1)+p (u 2-u 1)宏观上看蒸发现象就停止了。
计算相变潜热
正常沸点下的汽化潜热，J/mol=Tb/Tc)
注意：此公式计算正常沸点下的汽化焓，误差一般都在
5%之内。
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④克劳修斯-克拉贝隆方程
ln p* hv B RT
式中p*
蒸汽压，其单位要视式中常数B的数值而定
注意：此方程△h看作常数
若在蒸汽压数据覆盖的范围内， △h可看作为常数，则 可将实验测得的几个温度下相应的饱和蒸汽压数据，作lnp1/T图，由直线斜率（ －△hv/R)求出此温度范围内的平均摩 尔汽化热。
液体的正常沸点，K ;
Tc
临界温度，K ;
Pc
临界压力，atm 。
注意:此方程适用于烃类及弱极性化合物，误差一般小 于4%。不适用醇酸等具有缔结性的化合物。
7
8
③Riedel方程
hv 9.079 (ln pc 1.2897 )
Tb
0.930 Trb
式中：Tb
正常沸点，K ;
△hv pc
显著的 内
3.升华和凝华
能和焓 变
化，成
为过程
4
热量的
计算方法
（1）查手册 许多纯物质在正常沸点（或熔点）下的相变潜热
数据可在手册中查到，部分物质的相变潜热数据见附 附表1-11某些物质的物性数据表
若查到的数据，其条件不符合要求，可设计一定 计算途径来计算。
例如：
A（液）1mol T1,P1
△h1 （已知）
A（汽）1mol T1，P1
△h3
A（液）1mol T2,P2
△h2 （？）
△h4
A（汽）1mol T2，P2
△h2 ＝ △ h1 － △ h3－ △ h4
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(2)经验公式 ①特鲁顿法则（沸点法）
相变潜热的计算
在很多情况下，汽化热随温度改变，需用克拉贝隆方程： h dp* v dT T (V V ) g l
中低压时，Vg ﹥﹥Vl，由理想气体状态方程代入下式得：
d p dT
*
h RT
v 2
式中，Vg 、Vl分别为气体和液体在温度T时的摩尔容积。
温度T时的汽化热可用lnp-T图由蒸汽压数据来计算，即 曲线上某温度处的切线斜率，就是该温度的（dlnp/dT）， 由上式求出△hv。 16
方法⑦：沃森公式
(hv ) 2 1 Tr 2 0.38 ( ) (hv )1 1 Tr1
式中：Tr1、Tr2分别是T1、T2下的对比温度
注意：此公式在临界温度10K以外平均误差为1.8%
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方法⑧：标准熔化热的经验估算
△hm（J/mol) ≈9.2Tm(用于金属元素) ≈25Tm(用于无机化合物) ≈50Tm(用于有机化合物)
方法⑤Riedel方程
hv 9.079(ln pc 1.2897 ) Tb 0.930 Trb
Tb
△ hv pc
正常沸点，K ;
正常沸点下的汽化潜热，J/mol; 临界压力，Mpa; 正常沸点下的对比温度(Trb=Tb/Tc)
Trb
注意：此公式计算正常沸点下的汽化焓，误差一般都在 5%之内。
方法⑾：焓法
由于相变问题的复杂性，一般采用近似分析或 者数值分析的方法来求解。 对该类问题建立焓法模型， 如对相变墙体传热的特性进行分析时，采用在 整个区域建立统一能力方程的焓法模型求解传 热，建立轻质相变墙体房间空气热平衡模型， 采用有限差分法对模型进行离散，并编程求解。
方法⑿ 显热容法
即相变计算过程发生在一个可观的温度差范围内，可 以把这些物质的相变潜热看作是在足够厚度的相变区 域内有一个很大的显热容量，随着相变过程的逐渐进 行，相变潜热不断释放或吸收，相变区内的物质温度 也随时间逐渐下降。
相变潜热的计算(精品课件)
注意:此方程适用于烃类及弱极性化合物，误差一 般小于4%。不适用醇酸等具有缔结性的化合物。
专业 课件
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方法⑤Riedel方程
hv 9.079 (ln pc 1.2897 )
Tb
0.930 Trb
Tb
正常沸点，K ;
△hv
正常沸点下的汽化潜热，J/mol;
pc
临界压力，Mpa;
Trb
正常沸点下的对比温度(Trb=Tb/Tc)
A（液）1mol △h2（？） A（汽）1mol
T2,P2
T2，P2
△h2 ＝ △ h1 － △ h3－ △ h4
专业 课件
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方法③：
特鲁顿法则（沸点法） △hv＝b Tb (kJ/mol)
b为常数，对非极性液体，b＝0.088; 水﹑低分子量醇，b＝0.109。
Tb 为液体的正常沸点，K；
△hv 汽化潜热，kJ/mol。
固-气 ＞ 液-气 ＞ 固-液
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二、相变潜热的计算
液体气化 → 蒸发热
固体溶化 → 熔解热 相 变
液体凝固 → 凝固热
固体晶型转变 → 相变热
专业 课件
相 变 潜 热
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相变材料按照其相变类型分类，总共可以 分成四类：
（1）固-气相变材料 （2）液-气相变材料 （3）固-固相变材料 （4）固-液相变材料
→ 熔解热 → 汽化热 → 升华热
许多固体在不同的温度和压强下具有不同的结
晶形式，即可以从一种固相转变为另一种固相，
这种过程称为同素异晶转变。同素异晶转变过
程中也要产生相变潜热。
专业 课件
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4.不同物质的相变潜热
（1）对于纯物质，一般认为相变是在单一温 度下进行的（即所谓的理想相变），其相变 值可视为一个常数；
不同材料的相变潜热
不同材料的相变潜热1. 引言相变潜热是指物质在相变过程中吸收或释放的热量。
相变是物质从一种物态转变为另一种物态的过程，常见的相变包括固态到液态的熔化、液态到气态的汽化、气态到液态的凝结以及液态到固态的凝固等。
不同材料的相变潜热具有重要的科学和工程应用价值，本文将对不同材料的相变潜热进行探讨。
2. 相变潜热的定义和计算方法相变潜热是指物质在相变过程中单位质量吸收或释放的热量。
它可以通过以下公式进行计算：Q=m⋅ΔH其中，Q为相变潜热，m为物质的质量，ΔH为单位质量的相变潜热。
3. 不同材料的相变潜热3.1 水的相变潜热水是一种常见的物质，其相变潜热具有重要的地球物理和气候学意义。
水的相变潜热包括熔化潜热、汽化潜热和凝结潜热。
•熔化潜热：水的熔化潜热为334焦耳/克。
当水由固态转变为液态时，单位质量的水吸收334焦耳的热量。
•汽化潜热：水的汽化潜热为2260焦耳/克。
当水由液态转变为气态时，单位质量的水吸收2260焦耳的热量。
•凝结潜热：水的凝结潜热与汽化潜热相等，也为2260焦耳/克。
当水由气态转变为液态时，单位质量的水释放2260焦耳的热量。
3.2 金属的相变潜热金属的相变潜热在工程领域具有重要的应用价值。
金属的相变潜热包括熔化潜热和凝固潜热。
•熔化潜热：金属的熔化潜热因金属种类而异。
以常见的铁为例，其熔化潜热为272焦耳/克。
当铁由固态转变为液态时，单位质量的铁吸收272焦耳的热量。
•凝固潜热：金属的凝固潜热与熔化潜热相等，也为272焦耳/克。
当铁由液态转变为固态时，单位质量的铁释放272焦耳的热量。
3.3 其他材料的相变潜热除了水和金属，其他材料的相变潜热也具有一定的研究价值。
例如，氢气的液化潜热为446焦耳/克，当氢气由气态转变为液态时，单位质量的氢气吸收446焦耳的热量。
此外，硫的熔化潜热为11.2焦耳/克，当硫由固态转变为液态时，单位质量的硫吸收11.2焦耳的热量。
4. 相变潜热的应用相变潜热具有广泛的应用领域，以下列举其中几个重要的应用：4.1 热能储存相变潜热可以用于热能的储存。
zns相变潜热
ZnS相变潜热相变是物质从一种状态（例如固体）转变为另一种状态（例如液体或气体）的过程。
在相变过程中，物质需要吸收或释放一定的热量以完成状态的转变。
相变潜热是指在单位质量的物质转变过程中吸收或释放的热量。
本文将重点讨论二硫化锌（ZnS）的相变潜热。
ZnS的结构及相变二硫化锌（ZnS）是一种常见的无机化合物，其晶体结构可以分为闪锌矿型和非闪锌矿型。
闪锌矿型晶体结构中，锌离子（Zn2+）位于八面体的顶点，硫离子（S2-）位于正方形的中心。
而非闪锌矿型结构中，锌离子和硫离子的位置互换。
这两种结构之间的相变与物质中离子的排列方式密切相关。
相变潜热的定义和计算相变潜热可以用于描述物质在相变过程中吸收或释放的热量。
通常用单位质量的物质（例如克）所吸收或释放的热量来衡量相变潜热。
在国际单位制中，相变潜热的单位是焦耳/克（J/g）。
计算相变潜热的方法可以通过测量物质的温度变化和吸热或释热的热量来实现。
在实验室中，可以使用热量计（例如差示扫描量热仪）来测量相变过程中的温度变化和吸热或释热的热量。
根据热量变化和物质质量的关系，可以计算出相变潜热的数值。
ZnS相变潜热的实验结果根据文献报道，闪锌矿型ZnS到非闪锌矿型ZnS的相变潜热约为11-13 J/g。
这个数值表示了在单位质量的闪锌矿型ZnS发生相变时释放或吸收的热量。
影响ZnS相变潜热的因素ZnS的相变潜热受多种因素的影响，包括温度、压力、晶体结构等。
温度是最主要和容易控制的因素。
通常情况下，物质的相变潜热随温度的升高而增加。
压力也可以对相变潜热产生影响。
通过改变物质处于的压力条件，可以观察到相变潜热的变化。
此外，晶体结构的不同也可能导致相变潜热的差异。
应用和意义ZnS的相变潜热是材料科学和热力学研究中的重要参数。
了解物质在相变过程中的吸热或释热特性，对于设计热交换器、储能系统以及熔炼等工艺过程具有重要意义。
此外，理解ZnS的相变潜热对于研究和开发新的功能材料也非常有价值。
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在很多情况下，汽化热随温度改变，需用克拉贝隆方程：
dp*
h v
dT T (V V )
g
l
中低压时，Vg ﹥﹥Vl，由理想气体状态方程代入下式得：
d ln p*
h v
dT
RT 2
式中，Vg 、Vl分别为气体和液体在温度T时的摩尔容积。
温度T时的汽化热可用lnp-T图由蒸汽压数据来计算，即
（2）对于复合相变介质，其相变是在一个小 的温度范围内进行的，在这种相变过程中的 相变潜热不再是一个常熟，与温度t有关。
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5.相变潜热的大小
液相分子比在固相分子中有大得多的自由 动能，具有较高的能量，气相中分子也具有较 高的自由度，分子间完全自由，相互引力几乎 为0。
同等情况下，对应的潜热大小：
A（液）1mol △h2（？） A（汽）1mol
T2,P2
T2，P2
△h2 ＝ △ h1 － △ h3－ △ h4
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方法③：
特鲁顿法则（沸点法） △hv＝b Tb (kJ/mol)
b为常数，对非极性液体，b＝0.088; 水﹑低分子量醇，b＝0.109。
Tb 为液体的正常沸点，K；
△hv 汽化潜热，kJ/mol。
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气-液
固-液
固-气 固-固
热力学公式 查手册 特鲁顿公式 陈氏方程 Riedel方程 克劳修斯方程 沃森公式 经验公式 变时间步长法 有限差分-有限单元法 焓法 显热容法
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DSC法 DTA法
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相变潜热的实质： 相变过程中末态与初态的焓差△H，即相变焓。
同时，一般来说，压力对于固体、液体的焓的 影响都很小，所以在压力变化不大的情况下， 可以忽略压力对于固体、液体的焓的影响。
相变潜热
intent heat of phase change
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一、相变潜热机理
1.相的定义
相：系统中具有完全相同的物理性质和化学组成 的均匀部分。
相变化过程：物质从一个相转移到另一个相的过 程。
实质：新相的生成和旧相的消失。
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2.相的分类
（1）只要是气体，无论一种或几种混合在一起， 都是一相；
固-气 ＞ 液-气 ＞ 固-液
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二、相变潜热的计算
液体气化 → 蒸发热
固体溶化 → 熔解热 相 变
液体凝固 → 凝固热
固体晶型转变 → 相变热
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相 变 潜 热
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相变材料按照其相变类型分类，总共可以 分成四类：
（1）固-气相变材料 （2）液-气相变材料 （3）固-固相变材料 （4）固-液相变材料
方法①：根据热力学公式
为相变焓， 为相变温度，
为相变熵。
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方法②：查手册 许多纯物质在正常沸点（或熔点）下的相变潜热
数据可在手册中查到。 若查到的数据，其条件不符合要求，可设计一定
计算途径来计算。
例如： A（液）1mol △h（1 已知） A（汽）1mol
T1,P1
T1，P1
△h3
△h4
注意:此方程适用于烃类及弱极性化合物，误差一 般小于4%。不适用醇酸等具有缔结性的化合物。
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方法⑤Riedel方程
hv 9.079 (ln pc 1.2897 )Tbຫໍສະໝຸດ 0.930 TrbTb
正常沸点，K ;
△hv
正常沸点下的汽化潜热，J/mol;
pc
临界压力，Mpa;
Trb
正常沸点下的对比温度(Trb=Tb/Tc)
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方法⑩：有限差分-有限单元法
该方法将求解域划分为差分网格，用有限个网 格节点代替连续的求解域。
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方法⑾：焓法
由于相变问题的复杂性，一般采用近似分析或 者数值分析的方法来求解。
对该类问题建立焓法模型， 如对相变墙体传热的特性进行分析时，采用在 整个区域建立统一能力方程的焓法模型求解传 热，建立轻质相变墙体房间空气热平衡模型， 采用有限差分法对模型进行离散，并编程求解。
△hm（J/mol) ≈9.2Tm(用于金属元素) ≈25Tm(用于无机化合物) ≈50Tm(用于有机化合物)
式中 Tm 为正常熔点,K。
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固-液相变过程：
方法⑨：变时间步长法
步长就是将需要测量的数值均匀分成若干个区 间，每个区间的长度就叫步长。
时间步长法应该是以时间轴为主自变量，确定 步长后定点测值，简单来说就是每隔一段时间 取一个值记录下来，方便统计、观察数据。
（2）液体根据其互溶程度，通常为一相、两相、 三相共存；
（3）固体无论分散得多细，一般有几种固体就 有几种相。
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3.相变潜热的定义
相变潜热：是指单位质量或者单位物质的量的 物质在等温等压的情况下，从一个相转变为另 一个相吸收或者放出的热量。
常见的： 固-液 转变 液-气 转变 固-气 转变
→ 熔解热 → 汽化热 → 升华热
许多固体在不同的温度和压强下具有不同的结
晶形式，即可以从一种固相转变为另一种固相，
这种过程称为同素异晶转变。同素异晶转变过
程中也要产生相变潜热。
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4.不同物质的相变潜热
（1）对于纯物质，一般认为相变是在单一温 度下进行的（即所谓的理想相变），其相变 值可视为一个常数；
曲线上某温度处的切线斜率，就是该温度的（dlnp/dT），
由上式求出△hv。
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方法⑦：沃森公式
(hv )2 (1 Tr 2 )0.38
(hv )1
1 Tr1
式中：Tr1、Tr2分别是T1、T2下的对比温度 注意：此公式在临界温度10K以外平均误差为1.8%
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方法⑧：标准熔化热的经验估算
注意：此公式计算正常沸点下的汽化焓，误差一般都在
5%之内。
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方法⑥克劳修斯-克拉贝隆方程
ln p* hv B RT
式中p*
蒸汽压，其单位要视式中常数B的数值而 定，此方程△h看作常数
若在蒸汽压数据覆盖的范围内， △h可看作为常数
时，则可将实验测得的几个温度下相应的饱和蒸汽压
数据，作lnp-1/T图，由直线斜率（ －△hv/R)求出 此温度范围内的平均摩尔汽化热。
注意：此法用于计算标准汽化热即正常沸点下的相变 潜热；计算误差比较大，在30%之内。
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方法④：陈氏方程
8.319T (3.978T /T 3.983 1.555 ln p )
h
b
bc
c (J / mol)
v
1.07 T /T
bc
Tb为液体的正常沸点，K Tc 为临界温度，K Pc 为临界压力，atm