克劳修斯-克拉贝龙方程
组分数为1的体系只含有一种纯物质叫单组分体系,单组分体系的相律表达式为:
f=K-Φ+2=1-Φ+2=3-Φ
当自由度最小:f=0时,相数最多:Φ=3,为固相、液相和气相共存。即单组分体系三相平衡时温度和压力皆为定值,不能改变。此时,体系称为无变量体系。当相数最少:Φ=1时,自由度最大:f=2,它们是体系的温度和压力。即单组分体系呈单相(固相或液相或气相)时温度和压力可在一定范围内改变,此时体系称为双变量体系。当单组分体系两相平衡(固=气、固=液、液=气)时,因Φ=2,故f=1,温度和压力中只有一个是可独立改变的,另一个则须随之而变化。即两者之间存在着某种函数关系,此时,体系称为单变量体系。例如液体的饱和蒸气压与温度的关系,固体的饱和蒸气压与温度的关系及外压与固体的溶点的关系等。下面就讨论这种关系。
设1 mol某纯物质在温度T及压力P时呈α、β两相平衡,则该物质在α和β两相中的化学势必然相等。
μα=μβ
由于纯物质的化学势就是摩尔吉布斯自由能所以:
Gαm = Gβm (4·2)
纯物质的摩尔吉布斯自由能是温度和压力的函数Gm=f(T、P),当温度自T变化到T+dT时,若要维持α、β两相的新的平衡则压力必须随之变化到P+dP,其摩尔吉布斯自由能也会发生变化,这时必然有
Gαm +d Gαm = Gβm +d Gβm
与(4·2)式相比较,可得 dGαm = dGβm
将 dG=-SdT+VdP 代入上式后得:
-SαmdT+ VαmdP= -SβmdT+ VβmdP
整理后可得:
(4·3)
式中△Sm和△Vm是1mol该物质由α相变到β相的熵变和体积变化。对可逆相变,有
式中△Hm为1mol物质的相变热,代入(4·3)式:
(4·4)
上式即为克拉贝龙(Clapeyron)方程。它表示单组分体系两相平衡时压力随温度的变化率。由于在公式推导过程中并未指定α相和β相是何种相,因此(4·4)式可适用于任何纯物质的任意两相平衡。
克拉bei龙方程式:PV=nRT
P表示压强、V表示气体体积、n表示物质的量、T表示温度、R表示气体常数。又R是气体常数,等于8.314J·mol-1·K-1所有气体R值均相同
该方程又称理想气体状态方程
又叫理想气体状态方程 pV =nRT 如果都用国际标准单位制单位,则 R=8.314J/mol/K 如果压强用大气压,体积用L,则R=0.082 atm*L/mol/K