题目
单组分系统中能平衡共存的最多相数是 _______ 。
单组分系统中能平衡共存的最多相数是 _______ 。
题目解答
答案
3
解析
相律是解决本题的核心。相律公式为:
$F = C - P + 2$
其中,$F$ 是自由度(独立变量数),$C$ 是组分数,$P$ 是相数。
- 单组分系统中,$C=1$。
- 当系统处于平衡且无自由度($F=0$)时,相数$P$达到最大值。
- 代入公式得:
$0 = 1 - P + 2 \quad \Rightarrow \quad P = 3$
因此,单组分系统中最多可共存3个相,典型例子是水的三相点(固、液、气共存)。
相律的应用
- 确定组分数:单组分系统中,$C=1$。
- 平衡条件:系统处于平衡时,温度和压力在各相中相同,自由度$F=0$。
- 求解相数:
$F = C - P + 2 \quad \Rightarrow \quad 0 = 1 - P + 2 \quad \Rightarrow \quad P = 3$
实际意义
- 三相点是单组分系统中三相共存的唯一条件,例如水的固、液、气三相平衡共存。