各種相平衡的類克勞修斯-克拉佩龍方程形式

李 敏，靳福全

（太原工業(yè)學(xué)院，山西 太原 030008）

由化學(xué)勢(shì)判據(jù)知，在恒溫、恒壓、非體積功為零，兩相平衡時(shí)，同一物質(zhì)在兩相的化學(xué)勢(shì)相等。而每一相中物質(zhì)的化學(xué)勢(shì)又和溫度、壓力及該相的組成有關(guān)，因此描述兩相狀態(tài)的溫度、壓力及組成之間就一定存在聯(lián)系，就有相應(yīng)的溫度、壓力及組成之間的關(guān)系式?？藙谛匏?克拉佩龍方程［1］、分配定律等［2］就是這種關(guān)系式。各種相平衡是不是都存在類似克勞修斯-克拉佩龍方程的形式呢？答案是肯定的。下面從相平衡時(shí)同一物質(zhì)在兩相的化學(xué)勢(shì)相等的等式出發(fā)，利用微分法導(dǎo)出各種相平衡過(guò)程的類克勞修斯-克拉佩龍方程形式。

1 相平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系

1.1 分配定律中分配系數(shù)與溫度的關(guān)系

1.2 拉烏爾定律中拉烏爾常數(shù)（飽和蒸氣壓）與溫度的關(guān)系

理想液態(tài)混合物中任一組分、理想稀溶液中溶劑化學(xué)勢(shì)表達(dá)式均為

1.3 亨利定律中亨利系數(shù)與溫度的關(guān)系

2 理想稀溶液兩相平衡時(shí)組成與溫度的關(guān)系

2.1 理想稀溶液組成與凝固點(diǎn)（析出固態(tài)純?nèi)軇┑年P(guān)系

2.2 理想稀溶液組成與沸點(diǎn)（溶質(zhì)不揮發(fā)）的關(guān)系

2.3 理想稀溶液（一定滲透壓）組成與溫度的關(guān)系

3 吸附平衡時(shí)吸附系數(shù)與溫度的關(guān)系

3.1 固體吸附氣體吸附系數(shù)與溫度的關(guān)系

3.2 固體自稀溶液中的吸附吸附系數(shù)與溫度的關(guān)系

3.3 溶液表面吸附吸附系數(shù)與溫度的關(guān)系

4 泡點(diǎn)、露點(diǎn)、凝固點(diǎn)與相組成的關(guān)系

4.1 二組分理想液態(tài)混合物液相組成和泡點(diǎn)的關(guān)系及氣相組成和露點(diǎn)的關(guān)系

恒壓下二組分理想液態(tài)混合物氣相組成和露點(diǎn)的關(guān)系式為：

4.2 二組分液態(tài)完全不互溶系統(tǒng)氣相組成和露點(diǎn)的關(guān)系

4.3 二組分固態(tài)完全不互溶系統(tǒng)液相組成和凝固點(diǎn)的關(guān)系

5 結(jié)語(yǔ)

前面導(dǎo)出的各種相平衡的類克勞修斯-克拉佩龍方程形式中出現(xiàn)了其中表示相變過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下物質(zhì)B的偏摩爾焓變；表示相變過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下物質(zhì)B的摩爾焓變；表示相變過(guò)程非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下物質(zhì)B的摩爾焓變。由于各種相平衡都有同一物質(zhì)在兩相化學(xué)勢(shì)相等的共同特征，因此各種相平衡都存在類似克勞修斯-克拉佩龍方程的形式也就不足為奇。通過(guò)聯(lián)系和比較前面導(dǎo)出的各種相平衡的類克勞修斯-克拉佩龍方程形式，有助于更深入地理解和掌握相平衡的本質(zhì)和規(guī)律。