87. 纯物质在一定温度下两相共存时的体系自由度为( )。

好的！让我们一起来探讨这道关于化学热力学的题目。 ### 题目背景 首先，我们先理解题目的背景信息。题目问的是“纯物质在一定温度下两相共存时的体系自由度”。“两相共存”的意思是指系统中有两种不同的相态同时存在，例如液态水和水蒸气、冰和液态水等。而“自由度”则是指一个系统中可以独立变化的因素数量。 ### 自由度的概念 在热力学中，自由度指的是一个系统内能够独立改变的变量数量。这些变量可以是温度、压力、体积等。根据克拉佩龙方程（Clapeyron equation）或吉布斯相律（Gibbs phase rule），我们可以计算出一个系统的自由度。 ### 吉布斯相律公式 吉布斯相律的表达式为： \[ F = C - P + 2 \] 其中， - \(F\) 表示自由度； - \(C\) 表示组分数； - \(P\) 表示相数。 ### 分析题目条件 题目中提到的是“纯物质”，这意味着组分数 \(C = 1\)。又因为是“两相共存”，所以相数 \(P = 2\)。 将这些数值代入吉布斯相律公式： \[ F = 1 - 2 + 2 = 1 \] 但是这里有一个关键点需要注意：当纯物质在一定温度下两相共存时，系统中的温度和压力已经完全确定了。在这种情况下，温度和压力这两个变量之间存在一个固定的关系，即相平衡条件。因此，实际上自由度为零。 ### 结论 因此，对于纯物质在一定温度下两相共存的情况，自由度为 0。所以正确答案是 B。 ### 生动的例子 想象一下你在煮水，当水开始沸腾时，你看到的是液态水和水蒸气共存的状态。这时候，你不能随意改变温度或压力，因为一旦改变，系统就会失去平衡，不再是两相共存。这就是为什么自由度为零的原因。 希望这个解释对你有所帮助！如果你还有任何疑问，请随时提问。