2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：多元系的復(fù)相平衡和化學(xué)平衡

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多元系的復(fù)相平衡和化學(xué)平衡2由相平衡條件：二元系，k=2，相律f=4-φ。兩相平衡時(shí)，φ=2，f=2。通常采用定壓相圖，f=3-φ：3兩相平衡時(shí)，f=3-2=1。選為自變量，則；若選為自變量，則：即、兩相的相平衡方程。二元相圖在固定p的條件下以T為Y軸，xB為橫軸，把兩個(gè)曲線畫出來。如果兩種金屬在固相可以任意的比例互相溶解，這種合金稱為無限固溶體。4無限固溶體相圖T/℃5

單元系在給定壓強(qiáng)下具有確定的凝固點(diǎn)。

二元系凝固過程是在由Q至Y的一個(gè)溫度范圍內(nèi)完成的。

溫度范圍與合金的成份（P點(diǎn)的橫坐標(biāo)）有關(guān)。

根據(jù)相律，二元系兩相共存時(shí)自由度為2。在給定的p、T下，液相和固相的成份是確定的。例如，當(dāng)溫度由Q點(diǎn)經(jīng)O點(diǎn)降到Y(jié)點(diǎn)時(shí)，液相的成份沿液相線的Q點(diǎn)經(jīng)S點(diǎn)到點(diǎn)W、固相的成份沿固相線由R點(diǎn)經(jīng)T點(diǎn)到Y(jié)點(diǎn)連續(xù)的改變。6

由相圖可看出在給定的壓強(qiáng)和溫度下系統(tǒng)存在什么相和各相的成份，而且可求出系統(tǒng)中各相的質(zhì)量比例。例如，當(dāng)合金處在O點(diǎn)所代表的狀態(tài)時(shí)，合金中固液兩相平衡共存。O點(diǎn)的橫坐標(biāo)x給出整個(gè)合金中B組元的成份。液相中B組元的成份由S點(diǎn)的橫坐標(biāo)給出，固相中B組元的成份由T點(diǎn)的橫坐標(biāo)給出。表液相的質(zhì)量，表固相的質(zhì)量，可以證明杠桿定則7證明：合金的總質(zhì)量是；整體看B的成份是xB，合金中B的質(zhì)量為。液相的質(zhì)量為，液相中B的成份是；固相的質(zhì)量為，固相中B的成份是。合金中B的質(zhì)量也可表為，兩個(gè)表達(dá)式相等，故有

因此

8

Au和Ag合金相圖9

t(℃)

RC

350

P

300

N

a

250

M

200

a+A

a+B

150

100

020406080100

AxBQ268146Cd-Bi合金相圖ORC相圖的特點(diǎn)：在液相中兩組元A和B可以具有任意的比例，但在固相中A和B完全不相溶解。即固相可以是A相或B相，如果在固相中A和B共存，則形成A晶粒和B晶粒的機(jī)械混合物。101.掌握多元系的熱力學(xué)基本方程和多元系的相變平衡條件2.掌握吉布斯相律（推導(dǎo)及應(yīng)用），并能理解二元系相圖。3.掌握熱力學(xué)第三定律（能氏定理）的數(shù)學(xué)表達(dá)式及應(yīng)用小結(jié)111.多元系熱力學(xué)基本方程整個(gè)復(fù)相系的體積、內(nèi)能、熵和i組元的物質(zhì)的量為：整個(gè)多元復(fù)相系不存在總的H、F、G

。只有當(dāng)各相壓強(qiáng)相同時(shí)，才有總的H

；只有當(dāng)各相溫度