题目
单一组分的过冷液体的化学势比其固体的化学势如何?( )A. 高B. 低C. 相等D. 不可比较
单一组分的过冷液体的化学势比其固体的化学势如何?( )
A. 高
B. 低
C. 相等
D. 不可比较
题目解答
答案
A. 高
解析
本题考查化学势的概念以及过冷液体和固体之间的相平衡关系。解题的关键在于理解在一定条件下,物质会自发自发地从化学势高的相转变为化学化学势低的相,以此来判断过冷液体和固体化学势的高低。
- 首先明确化学势的基本概念,化学势是决定物质传递方向和限度的强度因素。在一定温度和压力下,物质总是自发地从化学势高的相转移到化学势低的相,直到两相的化学势相等,达到平衡状态。
- 对于单一组分的过冷液体,它处于一种亚稳状态。过冷液体有自发转变为固体的趋势,这是因为在相同的温度和压力下,过冷液体的化学势高于其固体的化学势。
- 从热力学角度来看,过冷液体转变为固体是一个自发过程,根据热力学第二定律,自发过程的吉布斯自由能变化$\Delta G<0$。而对于单一组分的相变过程,$\Delta G = \mu_{固}-\mu_{液}$(其中$\mu_{固}$表示固体的化学势,$\mu_{液}$表示液体的化学势)。
- 因为$\Delta G<0$,即$\mu_{固}-\mu_{液}<0$,移项可得$\mu_{液}>\mu_{固}$,这就表明过冷液体的化学势比其固体的化学势高。