题目
克拉普龙-克劳修斯方程的适用条件为?A. 单组分两相平衡,气相体积》液相体积B. 气体近似为理想气体,相变热不随温度而变C. 单组分两相平衡,气相体积《液相体积,气体近似为理想气体,相变热不随温度而变D. 单组分两相平衡,气相体积》液相体积,气体近似为理想气体,相变热不随温度而变
克拉普龙-克劳修斯方程的适用条件为?
- A. 单组分两相平衡,气相体积》液相体积
- B. 气体近似为理想气体,相变热不随温度而变
- C. 单组分两相平衡,气相体积《液相体积,气体近似为理想气体,相变热不随温度而变
- D. 单组分两相平衡,气相体积》液相体积,气体近似为理想气体,相变热不随温度而变
题目解答
答案
D
解析
克拉普龙-克劳修斯方程是热力学中描述相平衡系统中压力与温度关系的重要方程,其适用条件需满足以下核心要点:
- 单组分系统:仅适用于单一化学组分的相变过程(如液-气平衡)。
- 两相平衡:系统中存在两个共存的相(如液相和气相)。
- 气体近似为理想气体:气相的体积远大于液相体积,可忽略液相体积,使方程简化。
- 相变热恒定:相变焓(ΔH)不随温度变化。
破题关键在于明确方程推导中的假设条件,尤其注意气相与液相体积的差异及理想气体假设的作用。
克拉普龙-克劳修斯方程的推导基于以下假设:
- 单组分两相平衡:系统中仅有一种物质,且两相共存(如液体和气体)。
- 体积差异:气相体积($V_g$)远大于液相体积($V_l$),故体积差 $\Delta V \approx V_g$。
- 理想气体行为:气相满足理想气体状态方程,即 $V_g = \frac{RT}{P}$。
- 相变热恒定:相变过程的焓变(如汽化热)在温度变化范围内视为常数。
选项分析:
- A:仅提及单组分两相平衡及气相体积大,但未包含理想气体和相变热恒定的条件。
- B:仅涉及理想气体和相变热恒定,缺少单组分两相平衡的前提。
- C:错误假设气相体积小于液相体积,与实际情况矛盾。
- D:完整包含所有必要条件:单组分、两相平衡、气相体积大($\Delta V \approx V_g$)、理想气体及相变热恒定。