11 相平衡
大学物理习题答案第十一章
[习题解答]11-7 在磁感应强度大小为B = 0.50 T 的匀强磁场中，有一长度为l = 1.5 m 的导体棒垂直于磁场方向放置，如图11-11所示。
如果让此导体棒以既垂直于自身的长度又垂直于磁场的速度v 向右运动，则在导体棒中将产生动生电动势。
若棒的运动速率v = 4.0 m ⋅s -1 ，试求：(1)导体棒内的非静电性电场K ；(2)导体棒内的静电场E ；(3)导体棒内的动生电动势ε的大小和方向；(4)导体棒两端的电势差。
解(1)根据动生电动势的表达式,由于()的方向沿棒向上，所以上式的积分可取沿棒向上的方向，也就是d l 的方向取沿棒向上的方向。
于是可得.另外，动生电动势可以用非静电性电场表示为.以上两式联立可解得导体棒内的非静电性电场，为,方向沿棒由下向上。
图11-11(2)在不形成电流的情况下，导体棒内的静电场与非静电性电场相平衡，即,所以，E 的方向沿棒由上向下，大小为.(3)上面已经得到,方向沿棒由下向上。
(4)上述导体棒就相当一个外电路不通的电源，所以导体棒两端的电势差就等于棒的动生电动势，即,棒的上端为正，下端为负。
11-8 如图11-12所表示，处于匀强磁场中的导体回路ABCD ，其边AB 可以滑动。
若磁感应强度的大小为B = 0.5 T ，电阻为R = 0.2 Ω，AB 边长为 l = 0.5 m ，AB 边向右平移的速率为v = 4 m ⋅s -1 ，求：(1)作用于AB 边上的外力；(2)外力所消耗的功率；(3)感应电流消耗在电阻R 上的功率。
解(1)当将AB 向右拉动时，AB 中会有电流通过，流向为从B 到A 。
AB 中一旦出现电流，就将受到安培力F 的作用，安培力的方向为由右向左。
所以，要使AB 向右移动，必须对AB施加由左向右图11-12的力的作用，这就是外力F外。
在被拉动时，AB中产生的动生电动势为,电流为.AB所受安培力的大小为,安培力的方向为由右向左。
外力的大小为,外力的方向为由左向右。
相平衡习题
第五章相平衡一 . 选择题1. 二元合金处于低共熔温度时物系的自由度 f 为 ( )(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 32. NH4HS(s) 和任意量的 NH3(g) 及 H2S(g) 达平衡时有(A) C = 2，Ф = 2，f = 2； (B) C = 1，Ф = 2，f = 1；(C) C = 2，Ф = 3，f = 2； (D) C = 3，Ф = 2，f = 3；3. 固体 Fe、FeO、Fe3O4与气体 CO、CO2达到平衡时其独立化学平衡数 R、组分数 C 和自由度数 f 分别为 ( )(A) R = 3；C = 2；f = 0 (B) R = 4；C = 1；f = -1(C) R = 1；C = 4；f = 2 (D) R = 2；C = 3；f = 14. FeCl3和 H2O 能形成 FeCl3·6H2 O，2FeCl3·7H2O，2FeCl3·5H2O， FeCl3·2H2O四种水合物，则该体系的独立组分数 C 和在恒压下最多可能的平衡共存的相数Ф分别为: （）(A) C = 3，Ф = 4 (B) C = 2，Ф = 4(C) C = 2，Ф = 3 (D) C = 3，Ф = 55. 硫酸与水可形成 H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物，问在 101325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种 ( )(A) 3 种 (B) 2 种 (C) 1 种 (D)不可能有硫酸水合物与之平衡共存。
6.某体系存在 C(s)、H2O(g)、CO(g)、CO2(g)、H2(g) 五种物质，相互建立了下述三个平衡： H2O(g) +C(s) = H2(g) + CO(g)CO2(g) + H2(g) = H2O(g) + CO(g) CO2(g) + C(s) = 2CO(g)则该体系的独立组分数 C 为: ( )(A) C=3 (B) C=2 (C) C=1 (D) C=47. 298K 时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时,整个体系的组分数、相数、自由度数为( )(A) C = 2，Ф= 2，f= 1 (B) C = 2，Ф = 2，f= 2(C) C = 2，Ф = 1，f= 2 (D) C = 2，Ф = 1，f= 38. 对恒沸混合物的描述，下列各种叙述中哪一种是不正确的？ ( )(A) 与化合物一样，具有确定的组成。
多相平衡习题及参考答案(物理化学,热力学均可)
29、对右图描述正确的是( )
A.MN 线上各点，系统存在三相平衡
B.M、N 点，体系存在两相平衡
C. E1、E2 点体系存在两相平衡 D.J、C、K 点体系存在两相平衡
30、两相平衡的标志是( )
A.p(α)=p(β)
B.T(α)=T(β)
C.μi(α)=μi(β)
D.xi(α)+ xi(β)=1
31、在水的 p-T 相图中，H2O(l)的蒸气压曲线代表的是( )
A.Φ=1，f=2 B.Φ=2，f=1 C.Φ=3；f=0 D.Φ=2，f=2
32、在不考虑重力场、电磁场等外界因素时，定温定压下，相律的表达式为( )
A.f=K-Φ
B.f=K-Φ+1 C.f=K-Φ+2
D.f=K-Φ-2
33、克-克方程的准确表示式为( )
第五章 多相平衡 一、填空题 1、一定温度下，蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时的自由度数等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 2、纯物质在一定温度下两相共存时的自由度数等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 3、NaCl(S)和含有稀盐酸的 NaCl 饱和水溶液的平衡系统，其独立组分数是＿＿＿＿＿＿＿。 4、设下列化学反应同时共存时并达到平衡（900-1200K）：
水的饱和蒸气压。
二、单选题 1、右图为 H2OA.-(NH4)2SO4B.的沸点-组成图。如何从 wB=0.4 的溶液中提取较多的精制
(NH4)2SO4 固体?( )
1
A.降温至-18.3℃以下
B.在密闭容器中平衡蒸发
C.在敞开容器中定温蒸发
再降温至-18.3℃以上
D.先蒸发一部分水份，再
降温至-18.3℃以下
2、如右图所示，当水处在三相点平衡时，若系统发生绝热膨胀，水的相态将如何变化？
水盐体系相图及其应用pt课件
图2-2 Mn(NO3)2—H2O体系相图
二、复杂二元相图旳标绘
1.稳定水合盐相图实例
t（℃）
30
（2）点
E1它表达冰与Mn(NO3)2·6H2O两个 20
固相平衡旳饱和溶液，是低共熔冰盐
10 A
①
合晶点（低共熔点），也是无变量点。 0 1
E2它表达Mn(NO3)2·6H2O与 Mn(NO3)2·3H2O两个固相平衡旳饱和 溶液，两盐共饱点。
ice+ Mn(NO3)2·6H2O Mn(NO3)2·6H2O Mn(NO3)2·6H2O Mn(NO3)2·6H2O Mn(NO3)2·6H2O
Mn(NO3)2·6H2O＋
二、复杂二元相图旳标绘
1.稳定水合盐相图实例
t（℃）
（1）线
F 11
曲线AE1是Mn(NO3)2溶液旳结冰线，也称为冰旳 30 溶解度曲线。 曲线E1BE2是Mn(NO3)2·6H2O在水中旳溶解度曲 20
11 80
ice
12 100
51.2 55.5 59.8 63.8
NaNO3 NaNO3 NaNO3 NaNO3
5 -17.7
38.0
ice+ NaNO3 13 150
73.7
NaNO3
三、简朴二元水盐相图旳标绘
（2）相图旳标绘完全符合连续原 理和相应原理。 ①分析相平衡数据。 ②建立坐标系。 ③标出数据点，并编号标点。 ④连溶解度曲线。 ⑤拟定有关固相旳位置。 ⑥划分相区。
液相，是三相共存旳三相线。
直线QGH是固相NaCl·2H2O、固相NaCl及对NaCl·2H2O与NaCl都 饱和旳液相，是三相共存旳三相线。
（2）点
E点合表晶达点冰，与也N是a无Cl变·2H量2O点两。个固相平衡旳饱和溶液，是低共熔冰盐
材料科学基础第四张相平衡与相图(2)
以含Ni=30%的Cu-Ni合金为例: 以含Ni=30%的Cu-Ni合金为例: Ni=30% 合金为例 t1以上:单相的L, 冷却时只 t 以上:单相的L, 是降温不发生状态的变化. 是降温不发生状态的变化. 是降温不发生状态的变化
冷到t1:发生匀晶转变,凝固 冷到t 发生匀晶转变, 冷到 出固溶体α1 (含高熔点组元 出固溶体α 出固溶体 Ni较多),而液相的成分为L1 Ni较多),而液相的成分为 Ni较多),而液相的成分为L 与合金的成分相同. 与合金的成分相同. 与合金的成分相同 t1温度下相的相平衡关系为 t L1→α1 . 运用杠杆定律得出的α1量很少, 运用杠杆定律得出的α 运用杠杆定律得出的 量很少, 几乎为另,此时结晶刚刚开始. 几乎为另, 几乎为另 此时结晶刚刚开始.
固溶体平衡凝固时液,固两相相对量 固溶体平衡凝固时液, 固溶体平衡凝固时液 的变化:可以用杠杆定律确定. 的变化: 的变化 可以用杠杆定律确定.
固溶体合金平衡凝固示意图
⑶ 有极值的匀晶相图
具有极小点或极大点的匀晶 具有极小点或极大点的匀晶 相图. 相图. 相图 对应极点处液固两相的成分 对应极点处液固两相的成分 相同,其凝固过程为等温反应. 相同, 相同 其凝固过程为等温反应. 应用相律时要予以修正,因为 应用相律时要予以修正, 应用相律时要予以修正 该处的化学成分不变,所以确 该处的化学成分不变, 该处的化学成分不变 定系统状态的变数就减少一个, 定系统状态的变数就减少一个, 定系统状态的变数就减少一个 即 f=2-2=0. 极大点的匀晶相图比较少见. 极大点的匀晶相图比较少见. 极大点的匀晶相图比较少见
⑵平衡凝固 平衡凝固:凝固过程是在极其缓慢冷 平衡凝固: 却条件下凝固. 却条件下凝固. 平衡组织:在极其缓慢冷却条件下凝 平衡组织: 固所得到的组织. 固所得到的组织. 因速度十分缓慢, 因速度十分缓慢,原子能够进行充分扩 散,在凝固过程的每一时刻都能达到完 全的相平衡. 全的相平衡. 以含Ni=30% Cu-Ni合金为例 Ni=30%的 合金为例, 以含Ni=30%的Cu-Ni合金为例,来分析单 相固溶体合金的平衡凝固过程. 相固溶体合金的平衡凝固过程.
化工原理第十一章液液萃取和固液萃取
E R
kA yA
xA
y
0 A
x
0 A
y
0 A
x
0 A
B
kB
yB xB
y
0 B
x
0 B
1
y
0 A
1
x
0 A
M
S
要求：1，
kA 越大越好，kB 越小越好。
原料液
萃取剂 S
S
A+B
xF
yA
萃取相 E
y0
萃取液 E A
A(大量),B(少量)
S+A+B 萃余相 R
x B+A+S A
S
x0
萃余液 R A B (大量),A(少量)
R R
B
第十一章 液液萃取和固液萃取
S
R，xR E，yE
R，xR E，yE
S
E M
S0
S
16/19
2．解析法
总： F S R E
溶质 A：FxA,F SyA,S RxA,R EyA,E
萃取剂 S：0 SyS,S RxS,R EyS,E
相平衡：k A
y A, E x A,R
kB
yB,E xB,R
幻灯片1目录
§11.1 概述 §11.2 液液相平衡关系及相图
浙江大学本科生课程 化工原理
第十一章 液液萃取和固液萃取
1/12
第十一章 液液萃取和固液萃取
§11.1 概述
1．什么是液液萃取？
利用液体混合物中各组分在外加溶剂中溶解度 的差异而分离该混合物的操作，称为~。外加 溶剂称为萃取剂。
浙江大学本科生课程 化工原理
FxF S 0 MxM
07第七章 相平衡
p
Vi L单位是m3 mol1，压力不高时液体体积 的数量级约为- 5；
pMPa 和pis的单位为 Pa ，压力不高时它们的差 别不大， 6 饱和水的 Vi L 是1.3187 cm3 g 1 2.3737 105 m3 mol1 （p pis）的数量级近似为零。
R 8.314m3 mol1 K 1
10 以Lewis-Randall定则为基准的标准态
fi f T , p
7 相平衡
dGi Vi L dp RTd ln fi L 恒T
饱和液体 T , piS , fi S 液体 T , p, f i :
ln fi
S p
L V d ln f i L i dp 恒T RT
f i ln S fi
Vi L ln fi S dp 恒T pi RT L p V f i ln S S S i dp 恒T pi RT pi i
p piS
fi piSiS exp
Vi L dp RT
i
p piS
平衡时
V i i
2018/11/16
温度T的数量级为 2
s 5 0 Vi L ( p p ) 10 10 V i exp S S exp 1 2 314 i i 8.i i10 i i RT
2018/11/16 12
ˆ x p py
7 相平衡
ˆiV i xi piSiS exp pyi
pyi xi piS
i
1,2, , N
——完全理想系汽液平衡关系式
完全理想系：汽相可视为理想气体，液相可视为 理想溶液的平衡体系。 对于二元完全理想系：
【国家自然科学基金】_复盐_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140803
科研热词 硼酸盐 介稳相平衡 相平衡 溶解度 种子 硫酸盐 燕麦 水盐体系 扎布耶盐湖 钾盐 钠盐 质膜透性 耐盐补偿生长 耐盐性 种子萌发 盐胁迫 活力指数 氯化钠 氯化钙 幼苗 小麦族牧草 三元体系kcl-k2b4o7-h2o 三元体系k2co3-kcl-h2o
推荐指数 4 4 3 3 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
科研热词 溶解度 硼酸盐 相平衡 硫酸盐 水盐体系 介稳相平衡 碳酸盐 钾 芒硝 硫酸钠 硝酸盐 相图 盐类矿物 溴化钠 氯化锶 氯化钠 气候与环境 柴达木盆地 尤钠钙矾 五元体系
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46
科研热词 相平衡 硼酸盐 钾 水盐体系 三元体系 铷 等温蒸发 硫酸钠 溶解度 介稳相平衡 锂 钠盐 钛氧化物 钙矾石相 蒸发排盐 纳米晶须 紫杉醇 稳定相平衡 稳定因素 硼酸钾 硼砂 硼 硫化合物 盐化焙烧 热力学性质 热分解 溴化钾 水热 氯化钠 氯化氨 正极废料 析出率 晶体结构 早期强度 拆分 微膨胀 奎尼丁 基元贡献模型 地下卤水 四硼酸钠 半合成 医药与日化原料 共沉淀法 丁二酸钛肼复盐 ritter反应 naal(oh)4种分母液
推荐指数 8 6 4 4 3 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1