题目
16.(5.0分)克拉佩龙方程适用于纯物质两相平衡;克劳修斯-克拉佩龙方程适用于凝聚相到气相平衡。A. 对B. 错
16.(5.0分)克拉佩龙方程适用于纯物质两相平衡;克劳修斯-克拉佩龙方程适用于凝聚相到气相平衡。
A. 对
B. 错
题目解答
答案
A. 对
解析
本题考查克拉佩龙方程和克劳修斯 - 克拉佩龙方程的适用范围。解题思路是分别明确这两个方程的适用条件,然后与题目描述进行对比判断。
克拉佩龙方程
克拉佩龙方程的表达式为$\frac{dP}{dT}=\frac{\Delta H}{T\Delta V}$,其中$P$是压力,$T$是温度,$\Delta H$是相变焓,$\Delta V$是相变前后的体积变化。该方程是根据热力学基本原理推导出来的,适用于纯物质的任意两相平衡体系,例如固 - 液平衡、固 - 气平衡、液 - 气平衡等。
克劳修斯 - 克拉佩龙方程
克劳修斯 - 克拉佩龙方程是在克拉佩龙方程的基础上,针对凝聚相(液相或固相)到气相的平衡过程进行简化得到的。在凝聚相到气相的平衡中,气相的体积远大于凝聚相的体积,即$V_{g}\gg V_{l}$($V_{g}$为气相体积,$V_{l}$为凝聚相体积),所以$\Delta V = V_{g}-V_{l}\approx V_{g}$。同时,假设气相为理想气体,$V_{g}=\frac{RT}{P}$,代入克拉佩龙方程并进行积分等一系列推导后得到克劳修斯 - 克拉佩龙方程的常见形式$\ln\frac{P_{2}}{P_{1}}=-\frac{\Delta_{vap}H_{m}}{R}(\frac{1}{T_{2}}-\frac{1}{T_{1}})$,其中$\Delta_{vap}H_{m}$是摩尔蒸发焓,$R$是气体常数。所以克劳修斯 - 克拉佩龙方程适用于凝聚相到气相的平衡。
题目中描述“克拉佩龙方程适用于纯物质两相平衡;克劳修斯 - 克拉佩龙方程适用于凝聚相到气相平衡”与上述两个方程的适用范围相符。