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晶体的蒸气压及相关理论

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:当达到平衡时,单位时间内逸出晶格的质点数等于重新回到晶格中的质点数,晶体周围的蒸气浓度不再增加,这时蒸气的压强称为该种晶体的饱和蒸气压,简称蒸气压。当晶体种类一定时,其蒸气压仅与温度相关,而与晶体的绝对量无关。对晶体加热,温度升高,晶体的蒸气压随之升高。虚线CD是压强为一个标准大气压的等压线。三条平衡曲线交汇于T点,T被称为三相点。

1. 纯净晶体的蒸气压

常温下结晶态固体中的质点(分子或原子)仅在晶格点阵中振动,但在晶面处动能很大的质点会脱离晶格的束缚逸散到周围空间中去。在真空密闭系统中,这些逸散出来的质点只能在有限的空间中游移而形成蒸气,由于互相碰撞,有的质点会被重新撞回晶格中去。当达到平衡时,单位时间内逸出晶格的质点数等于重新回到晶格中的质点数,晶体周围的蒸气浓度不再增加,这时蒸气的压强称为该种晶体的饱和蒸气压,简称蒸气压。当晶体种类一定时,其蒸气压仅与温度相关,而与晶体的绝对量无关。

图2-2-2 物质三相平衡曲线示意图

2. 纯净晶体的三相点

对晶体加热,温度升高,晶体的蒸气压随之升高。如以温度为横坐标、压强为纵坐标作图,可得到图2-2-2,即该物质的相图。相图由固-气平衡曲线ST、固-液平衡曲线TV和气-液平衡曲线TL组成。虚线CD是压强为一个标准大气压的等压线。按照严格的定义,化合物的熔点是在一个标准大气压下固-液平衡时的温度,图中的M点压强为1个大气压,且处于固-液平衡曲线TV上,因此M所对应的温度即为该晶体的熔点。同样,化合物的沸点是在一个标准大气压下气-液平衡时的温度,B点在CD线上,且在气-液平衡曲线TL上,所以B所对应的温度即为该物质的沸点。三条平衡曲线交汇于T点,T被称为三相点。

三相点的主要特征为:

(1)三相点处气、液、固三相平衡共存。

(2)三相点是液体存在的最低温度点和最低压强点。

(3)大多数晶体化合物三相点处的蒸气压低于大气压,只有少数晶体三相点处的蒸气压高于大气压。

(4)晶体化合物的三相点温度低于其熔点温度,但相差甚微,一般只低几十分之一摄氏度。

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