题目
7.4 在 _(0)=101325Pa 的压强下,冰的熔点为273.15K,此时冰的熔解热为-|||-=3.35times (10)^5J/kg, 冰的比体积为 _(a)=1.0907times (10)^-3(m)^3/kg, 水的比体积为 _(beta )=-|||-https:/img.zuoyebang.cc/zyb_a5ab79b2f0a1f6a08f77f81366874e56.jpg.00013times (10)^-3(m)^3/kg. 试确定冰水两相平衡曲线的斜率 /dI.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查克拉佩龙方程的应用,涉及相平衡条件下相变曲线斜率的计算。
解题核心思路:
利用克拉佩龙方程 $dp/dT = \frac{l}{T \Delta v}$,其中 $\Delta v = v_{\text{水}} - v_{\text{冰}}$,结合题目给出的熔解热、温度、比体积等参数代入计算。
破题关键点:
- 克拉佩龙方程的正确形式:明确方程中各物理量的定义,尤其是体积差 $\Delta v$ 的符号(液态比体积减固态比体积)。
- 单位一致性:确保熔解热 $l$(单位:J/kg)、温度 $T$(单位:K)、比体积 $\Delta v$(单位:m³/kg)的单位统一,最终结果单位为 Pa/K。
- 符号判断:体积差为负值时,斜率为负,说明冰水相平衡曲线斜率为负,符合实际物理规律。
克拉佩龙方程:
$\frac{dp}{dT} = \frac{l}{T \Delta v}$
其中:
- $l = 3.35 \times 10^5 \, \text{J/kg}$(熔解热)
- $T = 273.15 \, \text{K}$(熔点温度)
- $\Delta v = v_{\beta} - v_a = (1.00013 - 1.0907) \times 10^{-3} = -9.057 \times 10^{-5} \, \text{m}^3/\text{kg}$(体积差)
代入计算:
$\frac{dp}{dT} = \frac{3.35 \times 10^5}{273.15 \times (-9.057 \times 10^{-5})} \approx \frac{3.35 \times 10^5}{-0.02473} \approx -1.35 \times 10^7 \, \text{Pa/K}$