单选题
413.对于二组分系统能平衡共存的最多相数为[ ]。
A
1
B
2
C
3
D
4
答案解析
正确答案:D
解析:
这道题考查的是吉布斯相律(Gibbs Phase Rule)的应用。
**1. 理解吉布斯相律公式**
吉布斯相律描述了多相平衡系统中,自由度($F$)、组分数($C$)和相数($P$)之间的关系。其通用公式为:
$$ F = C - P + 2 $$
其中:
* $F$:自由度(Degree of Freedom),指在不改变系统相数的情况下,可以独立改变的强度性质(如温度、压力、浓度等)的数目。自由度最小为 0。
* $C$:组分数(Number of Components),指构成平衡系统各相所需的最少独立物质数。
* $P$:相数(Number of Phases),指系统中物理性质和化学性质完全均匀的部分的数目。
* $2$:通常指外界条件中的温度($T$)和压力($p$)两个变量。
**2. 确定已知条件**
* 题目指出是“二组分系统”,因此组分数 $C = 2$。
* 题目要求求出“能平衡共存的最多相数”,即求 $P$ 的最大值。
**3. 推导过程**
为了使相数 $P$ 最大,我们需要让自由度 $F$ 最小。在热力学平衡系统中,自由度的最小值为 0(此时系统处于无变量点,即温度和组成都固定不变)。
将 $F=0$ 和 $C=2$ 代入相律公式:
$$ 0 = 2 - P + 2 $$
解方程得:
$$ P = 4 $$
**4. 结论**
对于二组分系统,在温度和压力均可变的情况下,最多可以有 4 个相平衡共存。
因此,正确答案是 **D**。
相关知识点:
二组分系统最多相数记
题目纠错
化工总控工初级、中级、高级、技师、高级技师题库
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