大学物理学课件-相变

二、固体的分类晶体(石英、方解石等)非晶体(松香、沥青等)在气体中分子运动占主导地位，分子力是从属的，分子处于无序状态。在固体中分子力占主导地位，分子运动是从属的。三、晶体的宏观特征和内在结构美丽的水晶晶体

晶体最引人注目的特征是其美丽的对称性。一、固体的微观结构1.固体的宏观特征：(1)相应晶面间夹角不变(2)有解理面晶体易于断裂的面※(3)有确定的熔点(4)各向异性沿不同方向物理性质不同

晶体单晶体多晶体具有晶体的宏观特征具有确定的熔点(由体积很小的单晶体构成)

非晶体无固定形状及确定熔点，各向同性水晶晶体明矾方解石晶体2.晶体的微观结构分子排列周期性对称性

晶体的空间点阵：用点代表粒子的质心，粒子质心位置的结点结点排列周期性对称性空间点阵结点的总体晶体的空间点阵排列已经由X射线实验所证实

晶体外观的对称性反映了内在的结构，即分子排列的对称性。3、晶体中粒子的相互作用由于固体中分子力占主导地位，使原子排列成整齐晶格，每个格点都是原子的平衡位置。固体中的原子不能远离各自的平衡位置，只能围绕它们作微小振动(简谐振动)。各振动不是相互独立的,而是全部耦在一起。四、晶体中粒子的结合力(化学键)1.离子键—

离子晶体(正、负离子构成空间点阵)2.共价键—

原子晶体(原子间共用电子对)大多数晶体是几种键共同作用的结果。3.范德瓦耳斯键—

分子晶体(分子间有弱引力)4.金属键—

金属晶体(自由电子)5.氢键(极性分子力介于范氏键和离子键间)

(与气体相似)例如：金刚石、石墨，同是碳原子组成石墨:金刚石:共价键—

较坚固金属键(一个电子为层中全部原子共有)—

能导电共价键(每个碳原子有三个电子以共价键与周围三个原子相互作用)—

不易断裂范氏键(层与层之间的结合)—

力弱易滑动

在分子力和分子运动的竞争中，液态是二者势均力敌的状态。液态介于气体与固体之间。研究液态的办法

(1)稠密的实际气体(用范德瓦耳斯方程得一些定性数量级概念)(2)濒临瓦解的晶格(结构方面更像非晶态固体)液体的微观结构(1)分子的排列小区域内短时间内规则排列，而小区域间无序排列.五、液体的微观结构(2)分子的热运动分子在某平衡位置附近在定居时间内作微小振动

相：

物理性质均匀的部分。单相系为整个系统各处性质均匀；复相系为系统有两个或两个以上不同的各自均匀的部分组成。组元：

系统中所含的一种化学成分。有单元二相系、二元单相系等。例如，水和水蒸气为单元二相系；水和酒精混合物为二元单相系。相变：

系统的各相之间的转变。一级相变的普遍特征一级相变：

（a）系统体积有显著变化；

（b）有相变潜热。二级相变：

过程中定压热容、定压膨胀系数等发生突变，而体积不变，没有相变潜热。相变潜热：

单位质量的物质从一个相变转变为同温度的另一个相的过程中，所吸收或放出的热量。由热力学第一定律

,在等压、等温下，相变潜热为：

气液相变汽化：

由液相转变为气相，包含蒸发与沸腾。蒸发发生在液体表面，在任何温度下都可以进行；沸腾发生在液体内部，对应沸点。

饱和蒸汽:

处于气液两相平衡时的蒸汽。

（1）饱和蒸汽压与蒸汽体积无关；

（2）饱和蒸汽压随温度升高而增加；

（3）饱和蒸汽压与物质种类有关；

（4）饱和蒸汽压与液面弯曲情况有关。

饱和蒸汽压:

气液两相平衡时蒸汽的压强。

过饱和：

蒸汽压超过平面上饱和蒸汽压几倍以上也不凝结的现象。

沸腾：

液体沸腾时对应的状态的温度。（1）沸点随液面上压强增大而升高；（2）沸点与液体种类有关。沸腾条件：

沸腾前，，随着温度升高，饱和蒸汽压升高，体积增大。当饱和增气压增到与相等时，气泡平衡被打破，靠浮力上升破裂，放出里面的饱和蒸汽。

固液相变

溶解、凝固或结晶、熔点、溶解热

。

溶解过程微观解释：

固体点阵排列对应于势能最小，固体吸热之初，温度升高，固体粒子能量增加到一定程度（熔点）可摆脱束缚，点阵结构解体，从而固体变为液体。温度不变是因为吸收的热几乎全部用于增加相互作用能。

固液相变没有临界态，原因在于固、液的各向同性，不能连续变化，而且溶解曲线的斜率比汽化曲线的斜率大。实际气体的等温线一、范得瓦尔斯

曲线：ABEGFCD

二、范得瓦尔斯等温线为气体实验等温线比较

1、相同点：

（1）临界等温线以上的等温线，比较一致；

（2）AB

段相当未饱和蒸汽,CD

段相当于液体，比较一致；

（3）气态、汽态和液态三个区域