题目
T温度下过冷纯液体的压力P( )A. > Ps(T)B. = Ps(T)C.
T温度下过冷纯液体的压力P( )
A. > Ps(T)
B. = Ps(T)
C. < Ps(T)
题目解答
答案
A. > Ps(T)
解析
本题考查过冷纯液体的压力与同温度下其饱和蒸气压的关系,解题思路是根据相平衡原理和过冷现象的本质来分析压力大小。
1. 明确相关概念
- 饱和蒸气压 $P_s(T)$:在一定温度 $T$ 下,纯液体与其蒸气达到气 - 液平衡时,蒸气所具有的压力。此时,液体的蒸发速率等于蒸气的凝结速率。
- 过冷纯液体:是指在低于其正常凝固点的温度下仍保持液态的纯液体。过冷现象是一种亚稳状态,体系处于不稳定的平衡状态。
2. 分析过冷纯液体的状态
过冷纯液体处于亚稳状态,其内部的分子排列和能量分布与正常液态有所不同。从热力学角度来看,过冷纯液体具有较高的化学势。
3. 比较压力大小
根据相平衡的条件,当体系达到气 - 液平衡时,液体的化学势等于蒸气的化学势。对于过冷纯液体,由于其化学势较高,为了使体系达到平衡,需要更高的压力来降低蒸气的化学势,使其与过冷纯液体的化学势相等。
也就是说,过冷纯液体在温度 $T$ 下的压力 $P$ 要大于同温度下其饱和蒸气压 $P_s(T)$,即 $P> P_s(T)$。