第九章 相變

1、1第九章相變第九章相變前八章我們重點(diǎn)討論了氣體的各種性質(zhì)，也介紹了液體、固體的基本熱學(xué)性質(zhì)?？梢哉f(shuō)，我們基本上研究了所有的物質(zhì)。到此為止，我們對(duì)熱學(xué)這門(mén)課的梗概應(yīng)該有一個(gè)輪廓了。但是事物之間是普遍聯(lián)系的，普遍聯(lián)系的原則是自然界最基本的原則。自然界中許多物質(zhì)都以固、液、氣三種集聚態(tài)存在，然而物質(zhì)的三態(tài)可以互相轉(zhuǎn)化并為物質(zhì)本的性所決定。例如，常態(tài)下液體的水可變成水蒸汽，也可變成冰，而且冰可直接變成汽。都非常形象地說(shuō)明了這種聯(lián)系。顯然，這一系

2、列轉(zhuǎn)化都與物質(zhì)內(nèi)部微粒的熱運(yùn)動(dòng)有著密切關(guān)系。因此，作為普通物理的熱學(xué)，至少應(yīng)當(dāng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題有一個(gè)簡(jiǎn)明的回答，哪怕是最膚淺的。物質(zhì)為什么會(huì)發(fā)生物態(tài)變化？物態(tài)變化的條件什么？物態(tài)變化的規(guī)律是什么？這些都是我們必須回答的基本問(wèn)題。這正是本章的內(nèi)容。1單元第一級(jí)相變的主要特征教學(xué)目的和要求：理解“相變”等概念，理解“相變潛熱”的物理意義。掌握單元系一級(jí)相變的普遍特點(diǎn)和簡(jiǎn)單規(guī)律。教學(xué)時(shí)間：一課時(shí)教學(xué)內(nèi)容：一.預(yù)備知識(shí)：1.何謂相？物理性質(zhì)均勻的部分

3、，它和其它部分之間有一定的分界面隔離開(kāi)來(lái)。例如：冰和水的混合物，冰塊和水有分界面，冰塊里水物理性質(zhì)三均勻的，液體中的水物理性質(zhì)也是均勻的。那么，冰釋一個(gè)相，水也是一個(gè)相。2.單元復(fù)相系(1)單元：一種學(xué)化物質(zhì)(2)單元單相：一種化學(xué)物質(zhì)一個(gè)相的體系例如：冰總是水的單元單相系水、水蒸汽沒(méi)有混合，是兩個(gè)單元相性(3)單元復(fù)相系：一種化學(xué)物質(zhì)，有兩個(gè)或以上的相。這樣的體系為單元復(fù)相系例如，冰水混合物是水的單元：相系開(kāi)著的水也是水的一個(gè)單元二相

4、系固體中不同的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)可視為不同的相。本書(shū)只研究單元系3.相變：物體的相變發(fā)生變化叫相變相變是在一定的溫度和壓強(qiáng)下進(jìn)行的。例如，在1atm和100℃時(shí)，水由液3溫度的熔值表。因此，計(jì)算一級(jí)相變潛熱就很方便迅速，只要查一查相應(yīng)的焓值表就可以了。例2：（1）求溫度為250攝氏度時(shí)水的汽化熱，（2）求壓強(qiáng)為15atm時(shí)水的沸點(diǎn)及汽化熱。解：（1）查有關(guān)熔值表，250攝氏度時(shí)水和水蒸氣的焓：h1=259.4kcal.kg1，h2=669kcal

5、.kg1l=h2?h1=409.8kcal.kg1（2）表得：15atm的水的沸點(diǎn)t=197.36攝氏度，此時(shí)的熔值：h1=200.7kcal.kg1h2=666.7kcal.kg1l=h2?h1=466.0kcal.kg1（另外，根據(jù)v1v2可求Δu）這個(gè)例題不僅告訴我們?cè)鯓佑伸手当砬笃療岷头悬c(diǎn)等，而且看到，水的沸點(diǎn)隨壓強(qiáng)是升得比較快的。（隨溫度升高而減小，說(shuō)明氣液之間的差別）下面我們就來(lái)具體研究幾個(gè)一級(jí)相變。3、克拉鉑龍方程教學(xué)目