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为何压强越大,冰点越低,能给出详细的解释吗?最好有公式推导!

为何压强越大,冰点越低,能给出详细的解释吗?最好有公式推导!

的有关信息介绍如下:

为何压强越大,冰点越低,能给出详细的解释吗?最好有公式推导!

压强与冰点的关系可用克拉珀龙方程描述:dp/dT=L/T(V2-V1)。式中T表示冰点,V2表示每mol冰的体积,V1表示每mol水的体积。L表示每mol水变冰的吸热量,由于水变冰实际上是放热的,因此L是个负值表示放热。可见上面等式右端是个负值(V2-V1>0,T>0)。也就是dp/dT<0,也就是dT/dp<0。所以p增大,T减小。

顺便说一下dp/dT=L/T(V2-V1)对于任何物质的相变都是成立的。用该式同样可以说明沸点随压强升高。

如需微观解释,可补充问题。

克拉珀龙方程,与理想气体状态方程有何关系?

无关,理想气体状态方程有些时候也被称为克拉珀龙方程,但二者完全不是一回事。

范德华方程就是对理想气体方程的修正(修正了两个方面1.分子体积2.分子间引力),你可以看一看1mol范氏气体的方程,a,b两项就是修正项)。范氏方程适用于分子间引力不是特别大的气体和液体。

物化中一般不介绍固体的物态方程。

还有H=U+PV这个用于固体时,PV也是初末固体的压强与体积吗?可以这么说。

如果是1mol液体气化成气体,那么这个PV初始傎是液体表面所受大气压强与液体此时体积的乘积吗?是的。液体内部由重力产生的压强相比大气压可忽略。

末值是该气体所在环境的压强与气体在所在压强下的体积的乘积吗?如果是平衡态,就是对的,非平衡态一般无法讨论。

微观解释:对不起,开头认为比较容易解释,但仔细考虑一下并不容易完全用微观分析,里面涉及某些未知内容。查了一下书,也没有介绍。

如果要简单定性理解“压强越大,冰点越低”,可以这样考虑:

例如,摄氏-1度1atm下的冰是不会变为水的。现保持温度不变,增大压强(不妨多增加一些),体积一定要缩小。另一方面冰中的分子都是高度有序排列的(通过氢键还有较强的取向力作用),分子间存在大量空隙。压强增大后,分子碰撞更加剧烈,将破坏部分氢键作用,使分子无序排列,分子间隙变小,这个状态就是液态。也就是说加压后,-1度冰就可熔化,故说冰点降低。