热学第六章剖析课件

第六章第六章物态与相变物态与相变第六章第六章 物态与相变物态与相变 本章将分子动理学理论和热力学理论结合起来，本章将分子动理学理论和热力学理论结合起来，研究各种物质的特性，即物性，主要讨论固体、研究各种物质的特性，即物性，主要讨论固体、液体、气液相变等内容。液体、气液相变等内容。第一节第一节 物质的五种物态物质的五种物态第二节第二节 液体液体第三节第三节 液体的表面现象液体的表面现象第四节第四节 气液相变气液相变 第五节第五节 固固-液、固液、固-气相变气相变 相图相图2024/7/52第六章第六章 物态与相变物态与相变本章教学目标本章教学目标清楚晶体区别于非晶体的特点，晶体的微观清楚晶体区别于非晶体的特点，晶体的微观结构结构掌握液体的表面张力掌握液体的表面张力掌握气液转变条件、规律及其应用掌握气液转变条件、规律及其应用掌握掌握物态变化一般概念及规律掌握掌握物态变化一般概念及规律2024/7/536.1 物质的五种物态物质的五种物态第六章第六章 物态与相变物态与相变本节主要内容本节主要内容本节主要介绍物质的几种物态，以及固本节主要介绍物质的几种物态，以及固态的有关特征。态的有关特征。2024/7/54第六章第六章 物态与相变物态与相变一、引言一、引言一、引言一、引言1.物态：物态：构成物质的分子的聚合状态称物质的聚集构成物质的分子的聚合状态称物质的聚集态，简称物态。气、液、固是常见的物态。液态态，简称物态。气、液、固是常见的物态。液态与固态统称为凝聚态。自然界中还存在另外两种与固态统称为凝聚态。自然界中还存在另外两种物态：等离子态与超密态。物态：等离子态与超密态。2024/7/55第六章第六章 物态与相变物态与相变等离子态：等离子态：等离子体也就是等离子态，它是由有足够数量等离子体也就是等离子态，它是由有足够数量的自由带电粒子与正离子所组成（也可包含一些中性粒子）的自由带电粒子与正离子所组成（也可包含一些中性粒子）的在宏观上呈现电中性的物质系统。它有较大的电导性，的在宏观上呈现电中性的物质系统。它有较大的电导性，其运动主要受电磁力支配，由于带电粒子之间的相互作用其运动主要受电磁力支配，由于带电粒子之间的相互作用是长程的库仑力，每个粒子都同时和周围许多粒子发生作是长程的库仑力，每个粒子都同时和周围许多粒子发生作用，故等离子体在运动过程中表现明显的集体行为。用，故等离子体在运动过程中表现明显的集体行为。等离子体广泛存在于宇宙中，常被视为是物质的等离子体广泛存在于宇宙中，常被视为是物质的第四态第四态，即电离了的即电离了的“气体气体”，被称为等离子态，或者，被称为等离子态，或者“超气态超气态”，也称，也称“电浆体电浆体”。在宇宙中，等离子体是物质最主要的正常状态宇宙研在宇宙中，等离子体是物质最主要的正常状态宇宙研究、宇宙开发、以及究、宇宙开发、以及卫星卫星、宇航宇航、能源能源等新技术将随着等等新技术将随着等离子体的研究而进入新时代。离子体的研究而进入新时代。2024/7/56第六章第六章 物态与相变物态与相变等离子体尘暴等离子体尘暴带电粒子聚集成黑洞等离子体带电粒子聚集成黑洞等离子体等离子体激光图解等离子体激光图解2024/7/57第六章第六章 物态与相变物态与相变 超密态：超密态：宇宙中的某些星体其密度的数量级非常大，甚宇宙中的某些星体其密度的数量级非常大，甚至可以与质子或中子的密度相比拟，这种处于极高压力下至可以与质子或中子的密度相比拟，这种处于极高压力下具有极高密度的物质，称为超密态物质，具有与一般物质具有极高密度的物质，称为超密态物质，具有与一般物质完全不同的性质，称为物质的完全不同的性质，称为物质的第五态第五态，即超密态。，即超密态。自然界中的超密态仅存在于宇宙的星体中，它们都是老自然界中的超密态仅存在于宇宙的星体中，它们都是老年期恒星的星体，白矮星、中子星、黑洞、褐矮星，统称年期恒星的星体，白矮星、中子星、黑洞、褐矮星，统称为致密星，致密星是恒星在核能耗尽后，经引力坍缩而形为致密星，致密星是恒星在核能耗尽后，经引力坍缩而形成的星体，它们均靠引力收缩减少引力势能来提供向外辐成的星体，它们均靠引力收缩减少引力势能来提供向外辐射的能量。射的能量。2024/7/58第六章第六章 物态与相变物态与相变2024/7/59第六章第六章 物态与相变物态与相变中子星中子星2024/7/510第六章第六章 物态与相变物态与相变2024/7/511第六章第六章 物态与相变物态与相变玻色玻色-爱因斯坦凝聚态：是第五态的另一个重要例子。爱因斯坦凝聚态：是第五态的另一个重要例子。在在非常低的温度下，大部分原子会突然跌落到最低的能级上，非常低的温度下，大部分原子会突然跌落到最低的能级上，就好像一座突然坍塌的大楼一样。处于这种状态的大量原就好像一座突然坍塌的大楼一样。处于这种状态的大量原子的行为像一个大超级原子。后来物理界将物质的这一状子的行为像一个大超级原子。后来物理界将物质的这一状态称为玻色态称为玻色-爱因斯坦凝聚态（爱因斯坦凝聚态（BEC），它表示原来不同），它表示原来不同状态的原子突然状态的原子突然“凝聚凝聚”到同一状态，这就是崭新的玻爱到同一状态，这就是崭新的玻爱凝聚态凝聚态。在玻色在玻色爱因斯坦凝聚理论提出爱因斯坦凝聚理论提出71年之后的年之后的1995年年6月，月，两名美国科学家康奈尔、维曼以及德国科学家克特勒分别两名美国科学家康奈尔、维曼以及德国科学家克特勒分别在铷原子蒸气中第一次直接观测到了玻爱凝聚态。这三位在铷原子蒸气中第一次直接观测到了玻爱凝聚态。这三位科学家也因此而获得科学家也因此而获得2001年度诺贝尔物理学奖。此后，这年度诺贝尔物理学奖。此后，这个领域经历着爆发性的发展。个领域经历着爆发性的发展。2024/7/512第六章第六章 物态与相变物态与相变2024/7/513第六章第六章 物态与相变物态与相变2024/7/514第六章第六章 物态与相变物态与相变2024/7/515第六章第六章 物态与相变物态与相变敲开物质世界的又一扇大门敲开物质世界的又一扇大门-物质的第六态：物质的第六态：基本粒子中基本粒子中所有的物质粒子都是费米子，是构成物质的原材料（如电所有的物质粒子都是费米子，是构成物质的原材料（如电子、组成质子和中子的夸克、中微子）；而传递作用力的子、组成质子和中子的夸克、中微子）；而传递作用力的粒子（光子、介子、胶子、粒子（光子、介子、胶子、W和和Z玻色子）都是玻色子。玻玻色子）都是玻色子。玻色子在我们的宇宙只占了一半的份额，剩下一半是由费米色子在我们的宇宙只占了一半的份额，剩下一半是由费米子组成的物质世界。子组成的物质世界。玻爱凝聚态只能由玻色子来形成实在是太遗憾了。那么为玻爱凝聚态只能由玻色子来形成实在是太遗憾了。那么为什么费米子无法形成玻爱凝聚态呢？当前世界，粒子与凝什么费米子无法形成玻爱凝聚态呢？当前世界，粒子与凝聚态物理学领域的顶尖物理学家梦寐以求的这种物质状态聚态物理学领域的顶尖物理学家梦寐以求的这种物质状态就是所谓的就是所谓的“费米子凝聚态费米子凝聚态”，被称为，被称为“物质的第六态物质的第六态”。费米子的物理含义是不能被聚集在一个量子基态的粒子，费米子的物理含义是不能被聚集在一个量子基态的粒子，而凝聚态则表示粒子沉积在一个能量级别上。显然这种设而凝聚态则表示粒子沉积在一个能量级别上。显然这种设想与理论是矛盾的。想与理论是矛盾的。2024/7/516第六章第六章 物态与相变物态与相变世界上每天都有新的发现和发明，但我们的眼睛最关注的世界上每天都有新的发现和发明，但我们的眼睛最关注的只是那些给人类的认识与创造能力将带来革命性改变的伟只是那些给人类的认识与创造能力将带来革命性改变的伟大发现。在大发现。在2004年年1月月28号，有一位科学家向全世界宣告了号，有一位科学家向全世界宣告了这样一个革命性的创举，创造出世界上一种全新的物质。这样一个革命性的创举，创造出世界上一种全新的物质。这项发现被这项发现被科学科学杂志评为杂志评为2004年国际十大科技突破之年国际十大科技突破之一。这种物质是对一个基本理论的挑战，是彻底实现量子一。这种物质是对一个基本理论的挑战，是彻底实现量子世界宏观化的前夜。她就是世界宏观化的前夜。她就是德博拉德博拉吉恩，一位年仅吉恩，一位年仅34岁的美国女科学家，因为领导她的研究小组在岁的美国女科学家，因为领导她的研究小组在1999年创造年创造出一种新的量子气体物质出一种新的量子气体物质简并费米气体，在简并费米气体，在2003年获年获得了被全世界科学家通常认为只有天才才能获得的得了被全世界科学家通常认为只有天才才能获得的“麦克麦克阿瑟奖金阿瑟奖金”。这个奖金选择获奖者具有三个苛刻的条件：。这个奖金选择获奖者具有三个苛刻的条件：超乎异常的创造力；已经做出重大成就，并承诺将取得更超乎异常的创造力；已经做出重大成就，并承诺将取得更大的突破；其工作将促进一系列极具创造性的工作产生。大的突破；其工作将促进一系列极具创造性的工作产生。2024/7/517第六章第六章 物态与相变物态与相变2024/7/518第六章第六章 物态与相变物态与相变2.2.相变相变相变相变实际上同一化学纯的同一物态中可以存在几种性质不同的物实际上同一化学纯的同一物态中可以存在几种性质不同的物质，所以我们还要引入质，所以我们还要引入“相相”这一概念。而我们通常说的物这一概念。而我们通常说的物态之间的转变（如气体和液体之间的转变）严格说应该称为态之间的转变（如气体和液体之间的转变）严格说应该称为相之间的转变，简称为相变。相之间的转变，简称为相变。如水蒸气结晶成晶体雪花。如水蒸气结晶成晶体雪花。2024/7/519第六章第六章 物态与相变物态与相变二、固态二、固态二、固态二、固态固态也称为固体，其主要（基本）特征是它具有保持自己固态也称为固体，其主要（基本）特征是它具有保持自己一定体积和一定形状的能力。一定体积和一定形状的能力。固体分为两类：固体分为两类：晶晶 体：体：盐、云母、明矾、水晶、冰、金属盐、云母、明矾、水晶、冰、金属非晶体：玻璃、松脂、沥青、橡胶、塑料非晶体：玻璃、松脂、沥青、橡胶、塑料 （结构性材料：准晶、团簇、纳米材料）（结构性材料：准晶、团簇、纳米材料）1.1.晶体的宏观特征晶体的宏观特征晶体的宏观特征晶体的宏观特征晶体具有规则的几何外形晶体具有规则的几何外形晶体具有规则的几何外形晶体具有规则的几何外形NaClNaCl晶体的各种外形晶体的各种外形晶体的各种外形晶体的各种外形：晶体的晶面、晶棱、顶点晶体的晶面、晶棱、顶点晶体的晶面、晶棱、顶点晶体的晶面、晶棱、顶点2024/7/520第六章第六章 物态与相变物态与相变方解石晶体的外形：方解石晶体的外形：方解石晶体的外形：方解石晶体的外形：方方解解石石矿矿晶体具有各向异性的特征晶体具有各向异性的特征晶体具有各向异性的特征晶体具有各向异性的特征各向异性：各向异性：各向异性：各向异性：各方向上的物理性质有所不同。各方向上的物理性质有所不同。如：力学性质（硬度、杨氏模量）；热学性质（热膨胀如：力学性质（硬度、杨氏模量）；热学性质（热膨胀系数、热导率）；电学性质（介电常数、电阻率）；光系数、热导率）；电学性质（介电常数、电阻率）；光学性质（吸收系数、折射率）等物理性质都有所不同。学性质（吸收系数、折射率）等物理性质都有所不同。2024/7/521第六章第六章 物态与相变物态与相变晶体晶体晶体晶体有固定的熔点和熔解热有固定的熔点和熔解热晶体在熔点温度下加热时，只要压强不变，其温度也不晶体在熔点温度下加热时，只要压强不变，其温度也不变，这时晶体逐步熔解为液体，直到全部变为液体为止。变，这时晶体逐步熔解为液体，直到全部变为液体为止。单位质量晶体全部熔解所吸收热量称熔解热。实验发现单位质量晶体全部熔解所吸收热量称熔解热。实验发现任一种晶体，压强一定时其熔点及熔解热也一定。任一种晶体，压强一定时其熔点及熔解热也一定。2.2.晶体有单晶体和多晶体之分晶体有单晶体和多晶体之分晶体有单晶体和多晶体之分晶体有单晶体和多晶体之分某些晶体某些晶体(如常见金属如常见金属)并无规则外形及各向异性特征。若并无规则外形及各向异性特征。若将金属表面磨光和浸蚀后由金相显微镜观察，发现它是将金属表面磨光和浸蚀后由金相显微镜观察，发现它是由许多微晶粒组成，晶粒的数量级为由许多微晶粒组成，晶粒的数量级为 ，这样，这样的晶粒也具有晶体的上述宏观特征。但微晶粒之间结晶的晶粒也具有晶体的上述宏观特征。但微晶粒之间结晶排列方向杂乱无章这样的晶体称多晶体。显然多晶体在排列方向杂乱无章这样的晶体称多晶体。显然多晶体在宏观上必然是无规则形状及各向同性的。宏观上必然是无规则形状及各向同性的。2024/7/522第六章第六章 物态与相变物态与相变3.3.晶体的微观结构晶体的微观结构晶体的微观结构晶体的微观结构通过通过X射线衍射等大量实验事实都证实射线衍射等大量实验事实都证实晶体内粒子是有规则地、周期性地排晶体内粒子是有规则地、周期性地排列的。如果用点表示粒子列的。如果用点表示粒子(分子原子、分子原子、离子或原子集团离子或原子集团)的质心，则这些点在的质心，则这些点在空间的排列具有周期性。晶体粒子质空间的排列具有周期性。晶体粒子质心所在位置的这些点称结点，结点的心所在位置的这些点称结点，结点的总体称为空间点阵。总体称为空间点阵。4.4.晶体在长程与短程上均有序晶体在长程与短程上均有序晶体在长程与短程上均有序晶体在长程与短程上均有序一块每边边长一块每边边长l cm的单晶铜，沿任一的单晶铜，沿任一方向可出现约方向可出现约 个铜原子作规则直个铜原子作规则直线排列，这种有序称为长程有序。线排列，这种有序称为长程有序。2024/7/523第六章第六章 物态与相变物态与相变NaCl晶体结构图晶体结构图 富勒烯富勒烯2024/7/524第六章第六章 物态与相变物态与相变5.5.非晶体（固体）非晶体（固体）非晶体（固体）非晶体（固体）非晶态固体分为四大类：非晶态固体分为四大类：传统的玻璃传统的玻璃(也称玻璃体也称玻璃体)；金属玻璃金属玻璃(即非晶态金属及合金即非晶态金属及合金)；非晶态半导体；非晶态半导体；高分子聚合物。高分子聚合物。非晶态非晶态(固体固体)只能在极小的范围内只能在极小的范围内(例如几个原子的尺度例如几个原子的尺度内内)显示出规则性排列，因而具有显示出规则性排列，因而具有长程无序、短程有序长程无序、短程有序特点。特点。非晶态固体的长程无序主要反映在其原子排列缺乏周期性，非晶态固体的长程无序主要反映在其原子排列缺乏周期性，因而整体结构缺乏规律性。因而整体结构缺乏规律性。如图石英晶体在某一方向的平面投影如图石英晶体在某一方向的平面投影图。各个六角形环大小相等，且周期性图。各个六角形环大小相等，且周期性地沿各方向重复，它呈现长程有序地沿各方向重复，它呈现长程有序。2024/7/525第六章第六章 物态与相变物态与相变 如图石英玻璃在某一方向的平面投影图。如图石英玻璃在某一方向的平面投影图。组成非晶态的粒子不呈现周期性和平移对组成非晶态的粒子不呈现周期性和平移对称性，晶态的长程有序受到破坏，但仍然称性，晶态的长程有序受到破坏，但仍然保持形貌和组分有某些类似于石英晶体有保持形貌和组分有某些类似于石英晶体有序排列的特征，即具有短程有序。序排列的特征，即具有短程有序。非晶态固体宏观上表现为非晶态固体宏观上表现为各向同性各向同性，熔化时无明显的熔点，熔化时无明显的熔点存在，只是随温度的升高而逐渐软化，粘滞性减小，并逐渐存在，只是随温度的升高而逐渐软化，粘滞性减小，并逐渐过渡到液态过渡到液态.固体中，由于分子间距很小，分子间作用力很大，分子只固体中，由于分子间距很小，分子间作用力很大，分子只能在各自的平衡位置上作微小的振动。能在各自的平衡位置上作微小的振动。6.6.固体材料与固体物理学固体材料与固体物理学固体材料与固体物理学固体材料与固体物理学2024/7/5266.2 液体液体第六章第六章 物态与相变物态与相变本节主要内容本节主要内容液体的宏观特征液体的宏观特征介于气体和固体之间介于气体和固体之间,有一定的体积、没有固定的形状、有流有一定的体积、没有固定的形状、有流动性，动性，本节主要介绍液体的微观结构及本节主要介绍液体的微观结构及其特征。其特征。2024/7/527第六章第六章 物态与相变物态与相变一、液体的微观结构一、液体的微观结构一、液体的微观结构一、液体的微观结构1.1.液体的短程有序结构液体的短程有序结构液体的短程有序结构液体的短程有序结构 晶体溶解时体积一般要增加晶体溶解时体积一般要增加10%，即，即液体分子间平均距离要比固体的大液体分子间平均距离要比固体的大3%左左右。这说明，虽然液体的分子也与固体右。这说明，虽然液体的分子也与固体中分子一样一个紧挨一个排列，但却不中分子一样一个紧挨一个排列，但却不是严格周期性的密堆积，而是一种较为是严格周期性的密堆积，而是一种较为疏松的长程无序、短程有序堆积，这是疏松的长程无序、短程有序堆积，这是液体微观结构的重要特征之一。液体微观结构的重要特征之一。如上图为晶体结构，下图可描述液体如上图为晶体结构，下图可描述液体微观结构，为局部单元有序，整体无序，微观结构，为局部单元有序，整体无序，即液体具有短程有序、长程无序的特征。即液体具有短程有序、长程无序的特征。2024/7/528第六章第六章 物态与相变物态与相变2.2.液体分子的热运动液体分子的热运动液体分子的热运动液体分子的热运动 液体分子与晶体类似在平衡位置附近作微小振动。在同液体分子与晶体类似在平衡位置附近作微小振动。在同一单元中的液体分子振动模式基本一致，不同单元中分子一单元中的液体分子振动模式基本一致，不同单元中分子振动模式各不相同，与多晶体有些类似。振动模式各不相同，与多晶体有些类似。3.3.非晶态固体与液体非晶态固体与液体非晶态固体与液体非晶态固体与液体 非晶态固体属于固体材料，但其微观结构却与液体类似。非晶态固体属于固体材料，但其微观结构却与液体类似。非晶态固体可认为是一种没有流动性的液体。非晶态固体可认为是一种没有流动性的液体。二、液体的砌体性质二、液体的砌体性质二、液体的砌体性质二、液体的砌体性质1.1.热传导热传导热传导热传导 液体热传导的机理与非晶态固体近似液体热传导的机理与非晶态固体近似,主要借助于分子主要借助于分子间的振动，不像金属中的电子，故导热系数很小。间的振动，不像金属中的电子，故导热系数很小。2024/7/529第六章第六章 物态与相变物态与相变2.2.热容热容热容热容 特点特点:（1）液体的热容量与固体差异小）液体的热容量与固体差异小,与气体差异大与气体差异大,这是由于液体和固体内部热运动的情况相近这是由于液体和固体内部热运动的情况相近,而液体和气而液体和气体内部热运动的情况则相差较大体内部热运动的情况则相差较大,因此可以知道液体中分因此可以知道液体中分子的热运动主要形式是热振动子的热运动主要形式是热振动.对固体，对固体，（2）固）固体的体胀系数很小，则体的体胀系数很小，则 ，与固体比较，液体，与固体比较，液体的差异较大的差异较大,所以所以 要比固体的大，这是由于液要比固体的大，这是由于液体的热膨胀系数比固体的热膨胀系数大。体的热膨胀系数比固体的热膨胀系数大。3.3.扩散扩散扩散扩散 液体中的扩散系数较固体稍大，而气体的扩散系数比固液体中的扩散系数较固体稍大，而气体的扩散系数比固体、液体大十万倍，原因是液体中热运动与固体类似。体、液体大十万倍，原因是液体中热运动与固体类似。2024/7/530第六章第六章 物态与相变物态与相变4.4.黏性黏性黏性黏性 液体的粘滞系数比气体的大得多液体的粘滞系数比气体的大得多,且随温度升高而降低，且随温度升高而降低，这是因为液体分子受到它所在单元中其他分子作用力的束这是因为液体分子受到它所在单元中其他分子作用力的束缚，不可能在相邻两层流体间自由运动而产生动量输运，缚，不可能在相邻两层流体间自由运动而产生动量输运，液体的黏性与单元对分子的束缚力直接有关。液体的黏性与单元对分子的束缚力直接有关。2024/7/5316.3 液体的表面现象液体的表面现象第六章第六章 物态与相变物态与相变本节主要内容本节主要内容液体的表面具有其独特的性质。本节主液体的表面具有其独特的性质。本节主要介绍表面张力与表面能、弯曲液面附要介绍表面张力与表面能、弯曲液面附加压强、毛细现象等液体的表面特性。加压强、毛细现象等液体的表面特性。2024/7/532第六章第六章 物态与相变物态与相变界面界面界面界面 一种物质与另一种物质（或虽是同一种物质一种物质与另一种物质（或虽是同一种物质一种物质与另一种物质（或虽是同一种物质一种物质与另一种物质（或虽是同一种物质,但其微观结但其微观结但其微观结但其微观结构不同）的交界处是物质结构的过渡层，我们称为界面。构不同）的交界处是物质结构的过渡层，我们称为界面。构不同）的交界处是物质结构的过渡层，我们称为界面。构不同）的交界处是物质结构的过渡层，我们称为界面。界面的物理性质不同于物质的内部，有很大的特殊性，界面的物理性质不同于物质的内部，有很大的特殊性，界面的物理性质不同于物质的内部，有很大的特殊性，界面的物理性质不同于物质的内部，有很大的特殊性，最典型的是表面现象。最典型的是表面现象。最典型的是表面现象。最典型的是表面现象。2024/7/533第六章第六章 物态与相变物态与相变一、表面张力与表面能一、表面张力与表面能一、表面张力与表面能一、表面张力与表面能1.1.表面张力表面张力表面张力表面张力 对液体来说，界面也就是表面层，当液体与另一种介质对液体来说，界面也就是表面层，当液体与另一种介质对液体来说，界面也就是表面层，当液体与另一种介质对液体来说，界面也就是表面层，当液体与另一种介质（气、液、固）接触时，在表面层上会产生特殊性质，如（气、液、固）接触时，在表面层上会产生特殊性质，如（气、液、固）接触时，在表面层上会产生特殊性质，如（气、液、固）接触时，在表面层上会产生特殊性质，如自由表面。自由表面。自由表面。自由表面。（1 1）作用于液体表面上，使液面具有收缩倾向的一种）作用于液体表面上，使液面具有收缩倾向的一种）作用于液体表面上，使液面具有收缩倾向的一种）作用于液体表面上，使液面具有收缩倾向的一种力。力。力。力。（2 2）表面张力是由于液体表面的过渡区域（表面层）表面张力是由于液体表面的过渡区域（表面层）表面张力是由于液体表面的过渡区域（表面层）表面张力是由于液体表面的过渡区域（表面层）内分子力作用的结果。内分子力作用的结果。内分子力作用的结果。内分子力作用的结果。（3 3）表面张力系数）表面张力系数）表面张力系数）表面张力系数：液体表面单位面积上的表面张力。：液体表面单位面积上的表面张力。：液体表面单位面积上的表面张力。：液体表面单位面积上的表面张力。2024/7/534第六章第六章 物态与相变物态与相变2.2.表面能与表面张力系数表面能与表面张力系数表面能与表面张力系数表面能与表面张力系数表面张力的产生表面张力的产生表面张力的产生表面张力的产生 ：表面张力是由：表面张力是由：表面张力是由：表面张力是由于液体表面层内分子力作用的结于液体表面层内分子力作用的结于液体表面层内分子力作用的结于液体表面层内分子力作用的结果。表面层厚度大约为分子引力果。表面层厚度大约为分子引力果。表面层厚度大约为分子引力果。表面层厚度大约为分子引力有效作用距离有效作用距离有效作用距离有效作用距离 ，以，以，以，以 为半径为半径为半径为半径作出分子力作用球，内部作出分子力作用球，内部作出分子力作用球，内部作出分子力作用球，内部:分子分子分子分子力合力为零力合力为零力合力为零力合力为零 。表面表面表面表面:合力垂直液合力垂直液合力垂直液合力垂直液面指向液体内部。表面层中分子面指向液体内部。表面层中分子面指向液体内部。表面层中分子面指向液体内部。表面层中分子在指向内部的分子力合力作用下在指向内部的分子力合力作用下在指向内部的分子力合力作用下在指向内部的分子力合力作用下,液体有尽量缩小其表面积的趋势液体有尽量缩小其表面积的趋势液体有尽量缩小其表面积的趋势液体有尽量缩小其表面积的趋势,使宏观上液体表面像拉紧的膜，使宏观上液体表面像拉紧的膜，使宏观上液体表面像拉紧的膜，使宏观上液体表面像拉紧的膜，产生表面张力。产生表面张力。产生表面张力。产生表面张力。2024/7/535第六章第六章 物态与相变物态与相变 在等温下，外力拉伸使表面扩大，一部分液体内部分子在等温下，外力拉伸使表面扩大，一部分液体内部分子在等温下，外力拉伸使表面扩大，一部分液体内部分子在等温下，外力拉伸使表面扩大，一部分液体内部分子上升到表面层中，这些分子要克服分子力的合力做功，即上升到表面层中，这些分子要克服分子力的合力做功，即上升到表面层中，这些分子要克服分子力的合力做功，即上升到表面层中，这些分子要克服分子力的合力做功，即外力克服分子力做功，从而导致表面层中的分子势能增加，外力克服分子力做功，从而导致表面层中的分子势能增加，这种分子引力势能称为表面自由能或表面能：这种分子引力势能称为表面自由能或表面能：dWdF表表dA（6.4）表面张力系数表面张力系数表面张力系数表面张力系数：在等温条件下增加单位面积液体表面在等温条件下增加单位面积液体表面在等温条件下增加单位面积液体表面在等温条件下增加单位面积液体表面所增加的表面自由能。所增加的表面自由能。所增加的表面自由能。所增加的表面自由能。表面张力的理解表面张力的理解表面张力的理解表面张力的理解 表面能是表面层内分子比内部分子多出的分子引力势能，表面能是表面层内分子比内部分子多出的分子引力势能，表面能是表面层内分子比内部分子多出的分子引力势能，表面能是表面层内分子比内部分子多出的分子引力势能，因此表面层中的分子平均间距比内部的大，即分子排列比因此表面层中的分子平均间距比内部的大，即分子排列比因此表面层中的分子平均间距比内部的大，即分子排列比因此表面层中的分子平均间距比内部的大，即分子排列比内部的疏松些，导致分子间的吸引力大于内部的，内部的疏松些，导致分子间的吸引力大于内部的，内部的疏松些，导致分子间的吸引力大于内部的，内部的疏松些，导致分子间的吸引力大于内部的，2024/7/536第六章第六章 物态与相变物态与相变可见可见可见可见表面张力仅是分子间吸引力的一种表现表面张力仅是分子间吸引力的一种表现表面张力仅是分子间吸引力的一种表现表面张力仅是分子间吸引力的一种表现。系统的稳。系统的稳。系统的稳。系统的稳定性要求系统的势能总是趋向于最小，故表面有收缩的定性要求系统的势能总是趋向于最小，故表面有收缩的定性要求系统的势能总是趋向于最小，故表面有收缩的定性要求系统的势能总是趋向于最小，故表面有收缩的趋势。趋势。趋势。趋势。二、弯曲液面附加压强二、弯曲液面附加压强二、弯曲液面附加压强二、弯曲液面附加压强 由于表面张力的存在，致使液面呈弯曲形状，如水银滴由于表面张力的存在，致使液面呈弯曲形状，如水银滴由于表面张力的存在，致使液面呈弯曲形状，如水银滴由于表面张力的存在，致使液面呈弯曲形状，如水银滴的凸形液面、液体内部气泡的凹形液面。的凸形液面、液体内部气泡的凹形液面。的凸形液面、液体内部气泡的凹形液面。的凸形液面、液体内部气泡的凹形液面。从而使液面内外从而使液面内外从而使液面内外从而使液面内外存在压强差，称为弯曲液面附加压强。存在压强差，称为弯曲液面附加压强。存在压强差，称为弯曲液面附加压强。存在压强差，称为弯曲液面附加压强。1.1.球形液面的附加压强球形液面的附加压强球形液面的附加压强球形液面的附加压强考虑一半径为考虑一半径为考虑一半径为考虑一半径为R R的球形液滴，在液滴中取平面中心角为的球形液滴，在液滴中取平面中心角为的球形液滴，在液滴中取平面中心角为的球形液滴，在液滴中取平面中心角为2 2 的锥面的锥面的锥面的锥面,研究这部分球面研究这部分球面研究这部分球面研究这部分球面S S的受力情况。如图，的受力情况。如图，的受力情况。如图，的受力情况。如图，2024/7/537第六章第六章 物态与相变物态与相变在球面边界上取一在球面边界上取一在球面边界上取一在球面边界上取一dldl线段，受到的线段，受到的线段，受到的线段，受到的表面张力为表面张力为表面张力为表面张力为dfdf ，方向沿球面切线，方向沿球面切线，方向沿球面切线，方向沿球面切线向外，水平分量合力为零，垂直向外，水平分量合力为零，垂直向外，水平分量合力为零，垂直向外，水平分量合力为零，垂直分量：分量：分量：分量：2024/7/538表面张力所产生的球形液面内比液面外增加的附加压强为：表面张力所产生的球形液面内比液面外增加的附加压强为：表面张力所产生的球形液面内比液面外增加的附加压强为：表面张力所产生的球形液面内比液面外增加的附加压强为：第六章第六章 物态与相变物态与相变液内液内液内液内液外液外液外液外附附附附（6.6）上式对任意球形液面均使用，对凸液面：上式对任意球形液面均使用，对凸液面：上式对任意球形液面均使用，对凸液面：上式对任意球形液面均使用，对凸液面：P0；对凹液；对凹液面：面：P0；对平液面：；对平液面：P=0。凸球形液面的附加压强为：凸球形液面的附加压强为：凸球形液面的附加压强为：凸球形液面的附加压强为：凹球形液面的附加压强为：凹球形液面的附加压强为：凹球形液面的附加压强为：凹球形液面的附加压强为：液体中气泡的附加压强为：液体中气泡的附加压强为：液体中气泡的附加压强为：液体中气泡的附加压强为：2024/7/539第六章第六章 物态与相变物态与相变球形液膜（肥皂泡）的附加压强为：球形液膜（肥皂泡）的附加压强为：球形液膜（肥皂泡）的附加压强为：球形液膜（肥皂泡）的附加压强为：2.2.任意弯曲液面的内外压强差任意弯曲液面的内外压强差任意弯曲液面的内外压强差任意弯曲液面的内外压强差如图为一任意的微小曲面，在曲面上如图为一任意的微小曲面，在曲面上如图为一任意的微小曲面，在曲面上如图为一任意的微小曲面，在曲面上任取一点任取一点任取一点任取一点OO，过，过，过，过OO点作互相垂直的正点作互相垂直的正点作互相垂直的正点作互相垂直的正截面截面截面截面 和和和和 ，截面与弯曲液面相交，截面与弯曲液面相交，截面与弯曲液面相交，截面与弯曲液面相交而截得而截得而截得而截得 弧与弧与弧与弧与 弧，设它们对应弧，设它们对应弧，设它们对应弧，设它们对应的曲率中心分别为的曲率中心分别为的曲率中心分别为的曲率中心分别为 和和和和 ，所对应，所对应，所对应，所对应的曲率半径分别为的曲率半径分别为的曲率半径分别为的曲率半径分别为 和和和和 ，可以证，可以证，可以证，可以证明，该曲面产生一个向下的附加压强明，该曲面产生一个向下的附加压强明，该曲面产生一个向下的附加压强明，该曲面产生一个向下的附加压强2024/7/540第六章第六章 物态与相变物态与相变此式称为拉普拉斯公式。此式称为拉普拉斯公式。此式称为拉普拉斯公式。此式称为拉普拉斯公式。（6.7）对球形液面：对球形液面：对球形液面：对球形液面：对柱形液面：对柱形液面：对柱形液面：对柱形液面：附加压强指向主曲率中心，规定凸形液面的曲率半径为正，附加压强指向主曲率中心，规定凸形液面的曲率半径为正，附加压强指向主曲率中心，规定凸形液面的曲率半径为正，附加压强指向主曲率中心，规定凸形液面的曲率半径为正，凹形液面的曲率半径为负。凹形液面的曲率半径为负。凹形液面的曲率半径为负。凹形液面的曲率半径为负。三、润湿与不润湿三、润湿与不润湿三、润湿与不润湿三、润湿与不润湿 毛细现象毛细现象毛细现象毛细现象1.1.润湿与不润湿润湿与不润湿润湿与不润湿润湿与不润湿（1 1）润湿现象与不润湿现象）润湿现象与不润湿现象）润湿现象与不润湿现象）润湿现象与不润湿现象2024/7/541润湿也称浸润，润湿与不润湿润湿也称浸润，润湿与不润湿润湿也称浸润，润湿与不润湿润湿也称浸润，润湿与不润湿现象是在液体、固体及气体三现象是在液体、固体及气体三现象是在液体、固体及气体三现象是在液体、固体及气体三者相互接触的表面上所发生的者相互接触的表面上所发生的者相互接触的表面上所发生的者相互接触的表面上所发生的特殊现象，如水能润湿清洁的特殊现象，如水能润湿清洁的特殊现象，如水能润湿清洁的特殊现象，如水能润湿清洁的玻璃，但不能润湿涂有油脂的玻璃，但不能润湿涂有油脂的玻璃，但不能润湿涂有油脂的玻璃，但不能润湿涂有油脂的玻璃，水银不能润湿玻璃等。玻璃，水银不能润湿玻璃等。玻璃，水银不能润湿玻璃等。玻璃，水银不能润湿玻璃等。第六章第六章 物态与相变物态与相变（2 2）对润湿与不润湿）对润湿与不润湿）对润湿与不润湿）对润湿与不润湿的定性解释的定性解释的定性解释的定性解释润湿润湿不润湿不润湿附着层：液体与固体接触的液附着层：液体与固体接触的液附着层：液体与固体接触的液附着层：液体与固体接触的液体表面上，存在的一个界面层。体表面上，存在的一个界面层。体表面上，存在的一个界面层。体表面上，存在的一个界面层。2024/7/542附着层的厚度是固液分子引力附着层的厚度是固液分子引力附着层的厚度是固液分子引力附着层的厚度是固液分子引力作用半径作用半径作用半径作用半径L L 和液体分子引力作和液体分子引力作和液体分子引力作和液体分子引力作用半径用半径用半径用半径R R中的较大者。中的较大者。中的较大者。中的较大者。第六章第六章 物态与相变物态与相变附着力附着力附附着着层层内聚力内聚力接触角接触角固固体体液液体体A A内聚力和附着力：内聚力和附着力：内聚力和附着力：内聚力和附着力：分子作用球分子作用球分子作用球分子作用球内的空间分布不对称引起的垂内的空间分布不对称引起的垂内的空间分布不对称引起的垂内的空间分布不对称引起的垂直于固液界面的合力。直于固液界面的合力。直于固液界面的合力。直于固液界面的合力。内聚力：内聚力：内聚力：内聚力：分子作用球内液体分分子作用球内液体分分子作用球内液体分分子作用球内液体分子对子对子对子对A A分子吸引力的合力。分子吸引力的合力。分子吸引力的合力。分子吸引力的合力。附着力：附着力：附着力：附着力：分子作用球内固体分分子作用球内固体分分子作用球内固体分分子作用球内固体分子对子对子对子对A A分子吸引力的合力。分子吸引力的合力。分子吸引力的合力。分子吸引力的合力。当内聚力和附着力不相等时，附着层内的分子与液体内分子当内聚力和附着力不相等时，附着层内的分子与液体内分子当内聚力和附着力不相等时，附着层内的分子与液体内分子当内聚力和附着力不相等时，附着层内的分子与液体内分子不同，产生一个引力势能，称为附着层内分子的表面能不同，产生一个引力势能，称为附着层内分子的表面能不同，产生一个引力势能，称为附着层内分子的表面能不同，产生一个引力势能，称为附着层内分子的表面能。2024/7/543当当当当 时，表面能为正，与液体表面层类似；当时，表面能为正，与液体表面层类似；当时，表面能为正，与液体表面层类似；当时，表面能为正，与液体表面层类似；当 时，表面能为负。时，表面能为负。时，表面能为负。时，表面能为负。第六章第六章 物态与相变物态与相变当当当当 时，为润湿现象；时，为润湿现象；时，为润湿现象；时，为润湿现象；当当当当 时，为不润湿现象。时，为不润湿现象。时，为不润湿现象。时，为不润湿现象。（3 3）接触角）接触角）接触角）接触角在固，液，气三者共同相互接触点在固，液，气三者共同相互接触点在固，液，气三者共同相互接触点在固，液，气三者共同相互接触点处分别作液体表面和固体表面的切处分别作液体表面和固体表面的切处分别作液体表面和固体表面的切处分别作液体表面和固体表面的切线，切线指向固液接触面一侧，两线，切线指向固液接触面一侧，两线，切线指向固液接触面一侧，两线，切线指向固液接触面一侧，两切线通过液体内部所成的角切线通过液体内部所成的角切线通过液体内部所成的角切线通过液体内部所成的角 称为称为称为称为接触角。接触角。接触角。接触角。2024/7/544润湿现象：润湿现象：润湿现象：润湿现象：第六章第六章 物态与相变物态与相变不润湿现象：不润湿现象：不润湿现象：不润湿现象：完全润湿现象：完全润湿现象：完全润湿现象：完全润湿现象：完全不润湿现象：完全不润湿现象：完全不润湿现象：完全不润湿现象：2.2.毛细现象毛细现象毛细现象毛细现象毛细管：毛细管：毛细管：毛细管：内径细小的管子称为毛细管。内径细小的管子称为毛细管。内径细小的管子称为毛细管。内径细小的管子称为毛细管。毛细现象：毛细现象：毛细现象：毛细现象：将毛细管插入可润湿的水中，管内水面升高，将毛细管插入可润湿的水中，管内水面升高，将毛细管插入可润湿的水中，管内水面升高，将毛细管插入可润湿的水中，管内水面升高，内径越小，水面上升得越高；相反，插入不可润湿的水内径越小，水面上升得越高；相反，插入不可润湿的水内径越小，水面上升得越高；相反，插入不可润湿的水内径越小，水面上升得越高；相反，插入不可润湿的水银中，水银面降低，内径越小，水银面降得越低。银中，水银面降低，内径越小，水银面降得越低。银中，水银面降低，内径越小，水银面降得越低。银中，水银面降低，内径越小，水银面降得越低。2024/7/545毛细现象是由毛细管中弯曲液面毛细现象是由毛细管中弯曲液面毛细现象是由毛细管中弯曲液面毛细现象是由毛细管中弯曲液面的附加压强引起的。的附加压强引起的。的附加压强引起的。的附加压强引起的。第六章第六章 物态与相变物态与相变如图，毛细管插入水中，管内液如图，毛细管插入水中，管内液如图，毛细管插入水中，管内液如图，毛细管插入水中，管内液面形成半径为面形成半径为面形成半径为面形成半径为R R的凹面，由于附的凹面，由于附的凹面，由于附的凹面，由于附加压强的存在，使得加压强的存在，使得加压强的存在，使得加压强的存在，使得A A处压强比处压强比处压强比处压强比D D处的低处的低处的低处的低 ，而，而，而，而D D、C C、B B处的压强均为大气压强处的压强均为大气压强处的压强均为大气压强处的压强均为大气压强 ，故，故，故，故弯曲液面要升高，其高度弯曲液面要升高，其高度弯曲液面要升高，其高度弯曲液面要升高，其高度h h满足满足满足满足:（6.9）毛细管半径毛细管半径毛细管半径毛细管半径r r、液面曲率半径、液面曲率半径、液面曲率半径、液面曲率半径R R及接触角及接触角及接触角及接触角 有关系有关系有关系有关系:2024/7/546第六章第六章 物态与相变物态与相变（6.10）毛细管内液面上升的高度与毛细管半径、液体润湿不润毛细管内液面上升的高度与毛细管半径、液体润湿不润毛细管内液面上升的高度与毛细管半径、液体润湿不润毛细管内液面上升的高度与毛细管半径、液体润湿不润湿的程度湿的程度湿的程度湿的程度 有关。有关。有关。有关。如液体是润湿的，如液体是润湿的，如液体是润湿的，如液体是润湿的，管内管内管内管内液面上升；液面上升；液面上升；液面上升；如液体是不润湿的，如液体是不润湿的，如液体是不润湿的，如液体是不润湿的，管管管管内液面下降。内液面下降。内液面下降。内液面下降。如完全润湿，凹形液面，如完全润湿，凹形液面，如完全润湿，凹形液面，如完全润湿，凹形液面，如完全不润湿，凸形液面，如完全不润湿，凸形液面，如完全不润湿，凸形液面，如完全不润湿，凸形液面，毛细现象与自然界的现象。毛细现象与自然界的现象。毛细现象与自然界的现象。毛细现象与自然界的现象。2024/7/547例例例例6.16.1第六章第六章 物态与相变物态与相变在一根两端开口的毛细管中滴上一滴水后竖直放置。若这在一根两端开口的毛细管中滴上一滴水后竖直放置。若这滴水在管中分别形成长为（滴水在管中分别形成长为（1）2cm,（2）4cm,（3）2.98cm 的水柱，而毛细管内直径为的水柱，而毛细管内直径为1mm。试问在上述三种情况下。试问在上述三种情况下水柱的上、下液面是凹还是凸？设毛细管能完全润湿水，水柱的上、下液面是凹还是凸？设毛细管能完全润湿水，0.073N/m解解解解因完全润湿，上液面总是凹形的，因完全润湿，上液面总是凹形的，因完全润湿，上液面总是凹形的，因完全润湿，上液面总是凹形的，有有有有2024/7/548（1 1）当）当）当）当 下液面仍是凹形的，因下液面仍是凹形的，因下液面仍是凹形的，因下液面仍是凹形的，因第六章第六章 物态与相变物态与相变即下液面液体外部压强大于液体内部压强，液面呈凹形。即下液面液体外部压强大于液体内部压强，液面呈凹形。即下液面液体外部压强大于液体内部压强，液面呈凹形。即下液面液体外部压强大于液体内部压强，液面呈凹形。（2 2）当）当）当）当 下液面为平面。下液面为平面。下液面为平面。下液面为平面。（3 3）当）当）当）当 下液面呈凸形，因下液面呈凸形，因下液面呈凸形，因下液面呈凸形，因具体计算：具体计算：具体计算：具体计算：2024/7/549第六章第六章 物态与相变物态与相变若若若若 液面呈液面呈液面呈液面呈凹形，由凹形，由凹形，由凹形，由可以计算出下液面曲率半径为可以计算出下液面曲率半径为可以计算出下液面曲率半径为可以计算出下液面曲率半径为若若若若 液面液面液面液面呈凸形，由呈凸形，由呈凸形，由呈凸形，由可以计算出下液面曲率半径为可以计算出下液面曲率半径为可以计算出下液面曲率半径为可以计算出下液面曲率半径为若若若若 下液下液下液下液面为平面。面为平面。面为平面。面为平面。2024/7/5506.4 气液相变气液相变第六章第六章 物态与相变物态与相变本节主要内容本节主要内容本节主要讨论气液相变及其特征，真实本节主要讨论气液相变及其特征，真实气体等温线、范德瓦尔斯等温线，临界气体等温线、范德瓦尔斯等温线，临界点与一级相变、连续相变等。点与一级相变、连续相变等。2024/7/551第六章第六章 物态与相变物态与相变一、相与相变一、相与相变一、相与相变一、相与相变 物质的相：物质的相：物质的相：物质的相：没有外力作用下，物理、化学性质完全相同、没有外力作用下，物理、化学性质完全相同、没有外力作用下，物理、化学性质完全相同、没有外力作用下，物理、化学性质完全相同、成分相同的均匀物质聚集态。成分相同的均匀物质聚集态。成分相同的均匀物质聚集态。成分相同的均匀物质聚集态。如，通常也把气体、液体、固体三种物态称为气相、液如，通常也把气体、液体、固体三种物态称为气相、液如，通常也把气体、液体、固体三种物态称为气相、液如，通常也把气体、液体、固体三种物态称为气相、液相、固相。相、固相。相、固相。相、固相。相变：相变：相变：相变：物质在压强、温度等外界条件不变的情况下，从物质在压强、温度等外界条件不变的情况下，从物质在压强、温度等外界条件不变的情况下，从物质在压强、温度等外界条件不变的情况下，从一个相转变为另一个相的过程一个相转变为另一个相的过程一个相转变为另一个相的过程一个相转变为另一个相的过程。相变相变相变相变过程是物质结构发生突然变化的过程。在相变过程过程是物质结构发生突然变化的过程。在相变过程过程是物质结构发生突然变化的过程。在相变过程过程是物质结构发生突然变化的过程。在相变过程中都伴随有某些物理性质的突然变化，如液体变为气体，中都伴随有某些物理性质的突然变化，如液体变为气体，中都伴随有某些物理性质的突然变化，如液体变为气体，中都伴随有某些物理性质的突然变化，如液体变为气体，其密度突然变小，体胀系数，压缩系数都突然增加等。其密度突然变小，体胀系数，压缩系数都突然增加等。其密度突然变小，体胀系数，压缩系数都突然增加等。其密度突然变小，体胀系数，压缩系数都突然增加等。2024/7/552第六章第六章 物态与相变物态与相变相变的分类：相变的分类：相变的分类：相变的分类：平衡相变：在平衡条件下发生的相变；非平平衡相变：在平衡条件下发生的相变；非平平衡相变：在平衡条件下发生的相变；非平平衡相变：在平衡条件下发生的相变；非平衡相变即出现耗散结构。衡相变即出现耗散结构。衡相变即出现耗散结构。衡相变即出现耗散结构。平衡相变又分为一级相变、二级相变平衡相变又分为一级相变、二级相变平衡相变又分为一级相变、二级相变平衡相变又分为一级相变、二级相变一级相变：一级相变：一级相变：一级相变：体积变化、吸收或放出热量。如气液固相之间体积变化、吸收或放出热量。如气液固相之间体积变化、吸收或放出热量。如气液固相之间体积变化、吸收或放出热量。如气液固相之间的转变。的转变。的转变。的转变。二级相变（连续相变二级相变（连续相变二级相变（连续相变二级相变（连续相变 ）：）：）：）：体积不变、也不吸收或放出热量。体积不变、也不吸收或放出热量。体积不变、也不吸收或放出热量。体积不变、也不吸收或放出热量。二、汽化与凝结（气液相变）二、汽化与凝结（气液相变）二、汽化与凝结（气液相变）二、汽化与凝结（气液相变）1.1.汽化与凝结汽化与凝结汽化与凝结汽化与凝结汽化：液态汽化：液态汽化：液态汽化：液态气态；凝结：气态气态；凝结：气态气态；凝结：气态气态；凝结：气态液态液态液态液态2024/7/553汽化的两种形式：蒸发和沸腾汽化的两种形式：蒸发和沸腾汽化的两种形式：蒸发和沸腾汽化的两种形式：蒸发和沸腾第六章第六章 物态与相变物态与相变蒸发：蒸发：蒸发：蒸发：发生在任何温度下的液体表面发生在任何温度下的液体表面发生在任何温度下的液体表面发生在任何温度下的液体表面。沸腾：发生在沸点时的整个液体中沸腾：发生在沸点时的整个液体中沸腾：发生在沸点时的整个液体中沸腾：发生在沸点时的整个液体中。2.2.蒸发与凝结蒸发与凝结蒸发与凝结蒸发与凝结液体表面分子在热运动能量足够大时将逸出液体。逸出液液体表面分子在热运动能量足够大时将逸出液体。逸出液液体表面分子在热运动能量足够大时将逸出液体。逸出液液体表面分子在热运动能量足够大时将逸出液体。逸出液面的分子数多于被液面俘获的分子数时的物质迁移称为蒸面的分子数多于被液面俘获的分子数时的物质迁移称为蒸面的分子数多于被液面俘获的分子数时的物质迁移称为蒸面的分子数多于被液面俘获的分子数时的物质迁移称为蒸发，反之称为凝结。发，反之称为凝结。发，反之称为凝结。发，反之称为凝结。蒸发的基本特征蒸发的基本特征蒸发的基本特征蒸发的基本特征 可以发生在任何温度下的液体表面。可以发生在任何温度下的液体表面。可以发生在任何温度下的液体表面。可以发生在任何温度下的液体表面。蒸发要吸热：跑出的分子要克服表面内分子的引力而做蒸发要吸热：跑出的分子要克服表面内分子的引力而做蒸发要吸热：跑出的分子要克服表面内分子的引力而做蒸发要吸热：跑出的分子要克服表面内分子的引力而做功，故需吸收热量。功，故需吸收热量。功，故需吸收热量。功，故需吸收热量。2024/7/554第六章第六章 物态与相变物态与相变 汽化热（蒸发热）：单位质量液体在一定温度下蒸发汽化热（蒸发热）：单位质量液体在一定温度下蒸发汽化热（蒸发热）：单位质量液体在一定温度下蒸发汽化热（蒸发热）：单位质量液体在一定温度下蒸发为蒸气所吸收的热量为蒸气所吸收的热量为蒸气所吸收的热量为蒸气所吸收的热量。3.3.饱和蒸气及饱和蒸气压饱和蒸气及饱和蒸气压饱和蒸气及饱和蒸气压饱和蒸气及饱和蒸气压饱和蒸气：饱和蒸气：饱和蒸气：饱和蒸气：对密闭容器内的液体，与液体处于动态平衡的对密闭容器内的液体，与液体处于动态平衡的对密闭容器内的液体，与液体处于动态平衡的对密闭容器内的液体，与液体处于动态平衡的蒸气蒸气蒸气蒸气。饱和蒸气是在气、液两相共存时满足热力学平衡条。饱和蒸气是在气、液两相共存时满足热力学平衡条。饱和蒸气是在气、液两相共存时满足热力学平衡条。饱和蒸气是在气、液两相共存时满足热力学平衡条件的蒸气相。件的蒸气相。件的蒸气相。件的蒸气相。饱和蒸气压：饱和蒸气压：饱和蒸气压：饱和蒸气压：饱和蒸气的压强，饱和蒸气的压强，饱和蒸气的压强，饱和蒸气的压强，其与液体种类及温度有关，其与液体种类及温度有关，其与液体种类及温度有关，其与液体种类及温度有关，温度越高，分