相图

高中化学纯物质 P-T 相图,包含 IAPWS 水饱和曲线以及声明的近似升华边界和 CO2 边界

压力-温度图

液体

拖动橙色探针。在图上按箭头键可改变温度和对数压力。边界是模型中的共存曲线,并不表示各相的含量。

19031844557370010^210^310^410^510^610^7温度 (K)压力 (Pa),对数刻度
固体液体气体超临界流体

测量记录本

更改设置、测试预测并保存结果。最多保留 12 个快照。

关于此实验

将压力-温度探针移动到固体、液体、气体和超临界区域。吸附到三相点和临界点,并比较普通冰的负熔化曲线斜率与二氧化碳模型的正斜率。

学习目标

  • 读取对数压力轴并识别共存曲线。
  • 区分三相点和临界点。
  • 解释为什么在一个大气压下液态二氧化碳无法存在。

使用方法

  1. 1在一个大气压下加热水,使其越过汽化边界。
  2. 2吸附到水的三相点,并识别相邻的三个区域。
  3. 3切换到二氧化碳,比较一个大气压下的升华与高于三相点压力时液体的形成。
  4. 4查看临界点并移动到超临界区域。

模型

所选边界采用假设潜热恒定的克劳修斯-克拉佩龙形式进行近似。
熔化曲线采用声明的局部线性近似。
在这张教学用相图中,两个条件都用于界定超临界区域。

假设

  • 水的液-汽饱和压力在三相点温度与临界温度之间采用 IAPWS 六系数关联式。
  • CO2液-汽饱和状态采用以三相点和临界点为基准的有效恒定潜热。其升华近似曲线也经过正常升华点194.65 K。
  • 水的升华曲线和两条熔化曲线均经过简化。高压冰的多晶型、亚稳态、成核滞后现象以及各相的含量均未纳入。
  • 共存边界标示出平衡状态下允许存在的相;仅凭温度和压力无法确定各相所占的比例。

在课堂上试试这个实验

  1. Q1为什么液-汽共存线会在临界点终止?
  2. Q2为什么普通冰的熔化边界斜率为负?

常见问题

这里的每条边界和每种相变都是精确的物性数据吗?

不。水的饱和度关联式是一个参考关系,而其他边界则是明确锚定的教学近似值。

越过一条线会计算物质发生相变的速度吗?

不会。该图用于划分平衡区域,不模拟潜热传递和相变动力学。