什麼是相變?什麼37度固液就沒差別?《科學世界》期關於相變的沒看懂

時間 2021-08-30 09:08:27

1樓:

相和相變

相可定義如下:「相是系統中均勻的與其他部分有介面分開的部分。」所謂均勻的,是指這部分的成分和性質從給定範圍或巨集觀來說是相同的,或是以一種連續的方式變化,也就是沒有突然的變化。

一個多相系統是不均勻的,在相界處有物理性質或化學性質或兩者兼有突變。例如,在一個包含有冰和水的兩相系統中,其物理性質在相介面處有突然變化。又如,圖13所示的球墨鑄鐵的顯微組織,圖中(a)是鐵素體基體的二相圖,黑色為碳的相。

(b)圖卻有三個相,比(a)圖多了珠光體--鐵素體和滲碳體的混合相(圖中無規則黑色部分)。這些圖形明顯地給出了不同相間的分介面。

在一定條件下,物質不同相之間的相互轉變叫做相變。

如果系統中各相經歷很長時間而不互相轉化,則是處於平衡狀態。實際上相平衡是一種動態平衡,從系統內部來看,分子或原子仍在相界處不停地轉換,只不過同一時間內各相之間的轉化速度相同。

相變是有序和無序兩種傾向相互競爭的結果。相互作用是有序的起因,熱運動是無序的**。在緩慢降溫的過程中,每當溫度降低到一定程度,以致熱運動不再能破壞某種特定相互作用造成的有序時,就可能出現新相。

以銅鎳二元合金為例(如圖14):合金從液態開始緩慢冷卻,當溫度降到液相線(1點)時,結晶開始。此時結晶出來的極少量固相成分為,液相的成分基本未變。

隨著溫度降低固相逐漸增多,液相不斷減少。液相的成分沿液相線變化,週期的成分沿固相線變化。

以系統的狀態參量為變數建立座標系,其中的點代表系統的一個平衡狀態,叫做相點,這樣的圖叫相圖。圖15是常用的與熱現象有關的 p-t 相圖。圖中曲線由相平衡點連線而成:

oa是氣固平衡線,ab是液固平衡線,ac是氣液平衡線。這些相平衡線將 p-t 圖劃分為不同區域,每個區域代表一種相。三條相平衡線的交點(a)叫做三相點,在這一點,氣、液、固三相可以共存。

圖中c為氣液相變的臨界點,在這一點汽化熱為0,超過這一點,氣態和液態的差別不復存在,物質可由p點的液相沿虛線連續地轉變為q點的氣相,而不需要經過一個兩相共存的不連續階段。

2樓:匿名使用者

我們首先研究一下什麼是「相」

大家都知道,現實生活中物質有固、液、氣三中存在狀態。因此,粗略的講,可以把這三種狀態看作物質的三項。但這個**並不嚴密。

「相」的定義,如同第二位回答者所說,是「系統中均勻的與其他部分有介面分開的部分」。說得通俗一點,就是同一種結構的重複。

比如說「水」和「冰」

「水」是水分子緊密接近又能自由活動的一種狀態,結構單位是水分子(也有的說法是「水分子簇」,即若干個水分子抱成一小團)。「冰」是水分子間按某種晶格的結構組成的晶態固體。

構成他們兩者的最小單位不一樣。

一個是自由分子,一個是某種特定結構的晶胞。

而對於從自由分子到晶體這一個變化過程,水分子沒變,但組成巨集觀物體的最小微觀單位變了。因此他們的「相」也就發生了變化。

把食鹽和葡萄糖混在一起,磨碎,磨得肉眼無法分別。

他們是不是一個「相」呢?

不是。我們如果對這一堆粉末進行x射線衍射處理,我們得到的衍射**裡會有兩種晶胞,氯化鈉的和葡萄糖的。構成這一堆粉末的是兩種微觀結構。因此這是兩個「相」

簡介就這麼多

還想深入的話,搞本大學課本瞧瞧

我是學化學競賽的,這些在物理化學裡都有講。只是自己的微積分水平要有一點,不然看不懂。

銅鎳相圖中,哪個區域是兩相平衡?液相成分沿液相線變化,固相成分沿固相線變化是什麼意思?銅鎳的質量分

3樓:匿名使用者

相圖中液相線和固相線中間的區域就是液-固兩相區。對於某一種成分的合金,在某一溫度下,其液相的濃度與固相的濃度並不與材料的質量分類一致,而是沿液相線(液體濃度)和固相線(固相濃度)移動的。

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