第二章-相平衡-3
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第二章相互作用练案[6] 第3讲受力分析共点力的平衡一、选择题(本题共13小题,1~9题为单选,10~13题为多选)1.(2023·浙江高三阶段练习)如图所示,在倾斜的滑杆上套一个质量为m的圆环,圆环通过轻绳拉着一个质量为M的物体,在圆环沿滑杆向下滑动的过程中,悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向,则( B )A.环只受三个力作用B.环一定受四个力作用C.物体做匀加速运动D.悬绳对物体的拉力小于物体的重力[解析]悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向,可知整体沿斜面向下做匀速运动,受力平衡,则环受重力、细绳的拉力、滑杆对圆环的支持力和摩擦力,共4个力作用,B正确,AC错误;因物体受力平衡,可知悬绳对物体的拉力等于物体的重力,D错误。
2.(2023·广东高三专题练习)救援机器人的手臂前端装有铁夹。
在某次救援活动中,救援机器人用铁夹抓着两个重力都为G的水泥制品,使之保持静止状态,铁夹与水泥制品及水泥制品间的接触面竖直,如图所示。
若水泥制品受铁夹的最小压力为N时,才能使水泥制品不滑出铁夹,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( D )A.两水泥制品间动摩擦因数G 2NB .两水泥制品间动摩擦因数可以求出C .铁夹与水泥制品间动摩擦因数G 2ND .铁夹与水泥制品间动摩擦因数G N[解析]对水泥制品整体分析可知2F f =2G ,则F f =G ,对单个的水泥制品分析可知,两水泥制品之间的摩擦力F ′f =0,则两水泥制品间动摩擦因数无法求出,A 错误,B 错误;铁夹与水泥制品间动摩擦因数μ=F f N =G N ,C 错误,D 正确。
3.(2022·湖北黄冈中学二模)如图所示,水平地面上叠放着矩形物体A 和B ,细线一端连接A ,另一端跨过光滑定滑轮连接着物体C ,A 、B 、C 均静止。
下列说法正确的是( D )A .A 可能受到三个力作用B .B 可能受到四个力作用C .适当减小C 的质量后,A 、B 、C 仍静止在原位置,则A 对B 的摩擦力不变D .适当减小C 的质量后,A 、B 、C 仍静止在原位置,B 对地面的压力增大[解析]物体A 受力分析如图共受到四个力,故A 错误;物块B受力分析如图共受到五个力,故B错误;适当减小C的质量后,A、B、C仍静止在原位置,可知T减小,θ不变,由F fA=T cos θ,可知,则B对A的摩擦力减小,则A对B的摩擦力减小;因为F NA =m A g-T sin θ,F NB=F′NA+m B g,T减小,θ不变,可知适当减小C的质量后,A、B、C仍静止在原位置,B对地面的压力增大,故C错误,D正确。
第一章:1,平衡分离:根据两相状态不同 , 传统平衡分离过程可分为如下几类:汽液传质过程 : 如液体的蒸馏和精馏。
液液传质过程 : 如萃取。
气液传质过程 : 如吸收、气体的增湿和减湿。
液固传质过程 : 如结晶、浸取、吸附、离子交换、色层分离、区域熔炼等。
气固传质过程 : 如固体干燥、吸附等。
,2,速率分离:膜分离、场分离在某种推动力(浓度差、压力差、温度差、电位差等)的作用下,有时在选择性膜的配合下,利用各组分扩散速率的差异实现组分的分离。
膜分离又包括超滤、反渗透、渗析、电渗析等。
速率分离过程特点:节能 环保第二章: 相平衡准则(条件):相平衡关系的表示方法1 相图2 相平衡常数K3 分离因子即相对挥发度相平衡常数的计算方法:一、状态方程:范德华方程 1维里方程 2 RK 方程 3 SRK 方程 4 PR 方程 5 BWRS 方程6 列线图法 3 4对RK 的修正,精度显著改善,简单方便,但对H 2 H 2S 等物系精度差;5 特别适用于H 2 H 2S 等气体混合物;6 轻烃类组分,仅考虑T P 对K 的影响,忽略了组成。
二、活度系数法:1 Vanlaar(范拉尔)方程、2 Margules(玛古斯)方程、3 Wilson(威尔逊)方程、4 NRTL(有轨双液)方程、5 UNIQUAC(通用拟化学活度系数)方程、S-H 方程1 2 数学表达式简单,容易从活度系数数据估计参数;适应性强,对于非理想性强的物系,包括部分互溶物系结果计算结果也能很满意。
多元物系需要多元的相互作用参数,如果没有,不能用于多元物系计算;都没有考虑T 、P 对模型的影响3 不能直接应用于液液平衡,但修正的T-K- Wilson 可以。
4 能很好地表示二元和多元系统的气液和液液平衡;特别对于含水系统,模型效果好;模型参数多,对每个二元物系都有三个参数。
5 所有表达式中,最复杂的;特别适用于分子大小相差悬殊的混合物。
气液平衡常数的各种简化:(1)汽相为理想气体,液相为理想溶液 适用物系:P<200kPa ,分子结构十分相近的组分溶液可按此类物系处理,如苯-甲苯二元混合物。
实验3 探究两个互成角度的力的合成规律必备知识预案自诊一、实验目的探究两个互成角度的力的合成规律。
二、实验思路互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F’产生相同的效果,比较F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F'在实验误差允许范围内是否相同。
三、实验器材木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、小圆环、三角板、刻度尺、图钉(几个)。
四、进行实验如图甲,轻质小圆环挂在橡皮条的一端,另一端固定,橡皮条的长度为GE。
在图乙中,用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。
小圆环受到拉力F1、F2的共同作用,处于O点,橡皮条伸长的长度为EO.撤去F1、F2,改用一个力F单独拉住小圆环,仍使它处于O点(图丙)。
力F单独作用,与F1、F2共同作用的效果是一样的,都能使小圆环保持静止,由于两次橡皮条伸长的长度相同,即橡皮条对小圆环的拉力相同,所以F等于F1、F2的合力。
五、数据处理1。
用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出a、b这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示。
2.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤4中弹簧测力计c的拉力F’的图示。
3.比较F与F'是否完全重合或几乎重合,从而验证平行四边形定则。
六、误差分析1。
系统误差:弹簧测力计本身不够准确造成的误差,为此要选择比较准确的弹簧测力计。
2.偶然误差:弹簧测力计读数和作图造成偶然误差,需要多做几次实验,并且使两分力F1、F2的夹角适当大些。
3.减小误差的办法(1)实验过程中读数时视线要垂直弹簧测力计的刻度,要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录。
(2)作图时使用刻度尺或三角板,作图要规范。
七、注意事项1.使用弹簧测力计前,要先调整指针使其指在零刻度处;再将两只弹簧测力计的挂钩钩在一起,向相反方向拉,如果两个示数相同方可使用。
物理化学习题答案(二)一. 选择题1. 当克劳修斯_克拉贝龙方程应用于凝聚相转变为蒸气时,则:( C )(A) p 必随T 之升高而降低 (B) p 必不随T 而变(C) p 必随T 之升高而变大 (D) p 随T 之升高可变大或减少2. 水的三相点,其蒸发热和熔化热分别为和·mol-1。
则在三相点冰的升华热约为: ( B )(A) kJ•mol-1 (B) kJ•mol-1(C) kJ•mol-1 (D) kJ•mol-13. 已知苯一乙醇双液体系中,苯的沸点是,乙醇的沸点是,两者的共沸组成为:含乙醇%(摩尔分数),沸点为。
今有含乙醇%的苯溶液,在达到气、液平衡后,气相中含乙醇为y2,液相中含乙醇为x2。
问:下列结论何者正确(C )(A) y2> x2 (B) y2= x2 (C) y2< x2 (D) 不能确定4. 如上题,若将上述溶液精馏,则能得到:(D )(A) 纯苯 (B) 纯乙醇 (C) 纯苯和恒沸混合物 (D)纯乙醇和恒沸混合物5. 绝热条件下,的NaCl加入的碎冰中,体系的温度将如何变化(B )(A) 不变 (B) 降低 (C) 升高 (D)不能确定6. 体系中含有H2O、H2SO4•4H2O、H2SO4•2H2O、H2SO4•H2O、H2SO4,其组分数C为: ( B )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D)47. 在410 K,Ag2O(s)部分分解成Ag(s)和O2(g),此平衡体系的自由度为:(A )(A) 0 (B) 1 (C) 2(D) 38. 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为:(D )(A) 1 (B) 2 (C) 3(D) 49. CaCO3(s)、CaO(s)、 BaCO3(s)、BaO(s)及CO2(g)构成的平衡物系,其组分数为: (B )(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D)510. 由CaCO3(s)、CaO(s)、 BaCO3(s)、 BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系其自由度为: ( C)(A) f =2 (B) f = 1 (C) f = 0(D) f = 311. N2的临界温度是124K,室温下想要液化N2, 就必须:( D)(A) 在恒温下增加压力 (B) 在恒温下降低压力(C) 在恒压下升高温度 (D) 在恒压下降低温度12. 对于与本身的蒸气处于平衡状态的液体,通过下列哪种作图法可获得一直线: (C)(A) p对T (B) lg(p/Pa) 对T (C) lg(p/Pa) 对1/T(D) 1/p 对lg(T/K)13. 在相图上,当体系处于下列哪一点时存在二个相:(A )(A) 恒沸点(B) 三相点(C) 临界点(D) 最低共熔点14. 在相图上,当体系处于下列哪一点时存在一个相:(C )(A) 恒沸点(B)熔点(C) 临界点(D) 最低共熔点15. 将非挥发性溶质溶于溶剂中形成稀溶液时,将引起(A )(A) 沸点升高 (B) 熔点升高 (C) 蒸气压升高(D) 都不对16. 稀溶液的依数性包括蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压,下面的陈述其中正确的是 ( C)(A)只有溶质不挥发的稀溶液才有这些依数性 (B)所有依数性都与溶剂的性质无关(C)所有依数性都与溶液中溶质的浓度成正比 (D)所有依数性都与溶质的性质有关17. 两只各装有1kg水的烧杯,一只溶蔗糖,另一只溶有,按同样速度降温,则: (A)(A)溶有蔗糖的杯子先结冰 (B)两杯同时结冰(C)溶有NaCl的杯子先结冰 (D)视外压而定18. 下列气体溶于水溶剂中,哪个气体不能用亨利定律(C )。
第二章 相平衡相平衡是研究物质在多相体系中相的平衡问题。
即研究多相系统的状态(如固态、液态、气态等)随温度、压力、组分浓度、电场、磁场等变量变化而变化的规律。
液体的蒸发、蒸汽的凝结、固体的溶解、液体和熔体的结晶、晶体的熔融以及不同晶型之间的转变都是人们熟悉的相变化过程。
在一个多相系统中,平衡时,系统对组成、温度、压力及其他施加的条件而言处于最低自由能状态。
随着温度、压力和浓度的变化,相的种类、数量和含量都要发生相应的变化。
根据多相平衡的实验结果,可绘制成一定的几何图形来描述在平衡状态下多相系统状态的变化关系,这样的几何图形反映了该系统在一定组成、温度、压力的条件下,达到平衡所处的状态,这种图称为相图(状态图)。
从相图可以确定某个组成的系统,在指定条件下达到平衡时存在的相的数目、每个相的组成和每个相的相对含量。
相图在许多科技领域已成为解决实际问题不可缺少的工具。
例如控制金属的冶炼过程、对物质的高度提纯、确定材料配方、选择陶瓷烧结温度等都要应用相图。
第一节 相平衡特点多相平衡理论是以美国学者吉布斯(Gibbs)于1876年首先提出的相律为基础的。
经过长期实践检验,相律被证明是自然界最普遍的规律之一。
无机非金属材料系统的相平衡当然也符合一般的相律。
但由于无机非金属材料是一种固体材料,其相平衡与以气、液为主的一般化工过程所涉及的平衡体系不同,具有自己的特殊性。
一、 热力学平衡态与非平衡态相图上所表示的一个体系所处的状态是一种热力学平衡态,即一个不再随时间而发生变化的状态。
体系在一定热力学条件下从原来的非平衡态变化到该条件下的平衡态,需要通过相与相之间的物质传递,故需要一定的时间,该时间的长短,依系统的性质而定,即由相变过程的动力学因素决定。
但这种动力学因素在相图中并不能反映出来,因为相图仅指在一定条件下体系所处的平衡状态(即其中所包括的相数、各相的形态、组成和数量),而不涉及达到这个平衡状态所需要的时间。
物理化学习题答案(⼆)-相平衡物理化学习题答案(⼆)⼀. 选择题1. 当克劳修斯_克拉贝龙⽅程应⽤于凝聚相转变为蒸⽓时,则: ( C )(A) p 必随T 之升⾼⽽降低 (B) p 必不随T ⽽变(C) p 必随T 之升⾼⽽变⼤ (D) p 随T 之升⾼可变⼤或减少2. ⽔的三相点,其蒸发热和熔化热分别为44.82和5.994kJ·mol-1。
则在三相点冰的升华热约为: ( B )(A) 38.83 kJ?mol-1 (B) 50.81 kJ?mol-1 (C) -38.83 kJ?mol-1 (D) -50.81 kJ?mol-13. 已知苯⼀⼄醇双液体系中,苯的沸点是353.3K,⼄醇的沸点是351.6K,两者的共沸组成为:含⼄醇47.5%(摩尔分数),沸点为341.2K。
今有含⼄醇77.5%的苯溶液,在达到⽓、液平衡后,⽓相中含⼄醇为y2,液相中含⼄醇为 x2。
问:下列结论何者正确? (C )(A) y2> x2 (B) y2= x2 (C) y2< x2 (D) 不能确定4. 如上题,若将上述溶液精馏,则能得到: (D )(A) 纯苯 (B) 纯⼄醇 (C) 纯苯和恒沸混合物 (D) 纯⼄醇和恒沸混合物5. 绝热条件下,273.15K的NaCl加⼊273.15K的碎冰中,体系的温度将如何变化? (B )(A) 不变 (B) 降低 (C) 升⾼ (D) 不能确定6. 体系中含有H2O、H2SO4?4H2O、H2SO4?2H2O、H2SO4?H2O、H2SO4,其组分数C为: ( B )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 47. 在410 K,Ag2O(s)部分分解成Ag(s)和O2(g),此平衡体系的⾃由度为: (A )(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 38. 在通常情况下,对于⼆组分物系能平衡共存的最多相为: (D )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 49. CaCO3(s)、CaO(s)、 BaCO3(s)、BaO(s)及CO2(g)构成的平衡物系,其组分数为: (B )(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 510. 由CaCO3(s)、CaO(s)、 BaCO3(s)、 BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系其⾃由度为: ( C)(A) f =2 (B) f = 1 (C) f = 0 (D) f = 311. N2的临界温度是124K,室温下想要液化 N2, 就必须: ( D)(A) 在恒温下增加压⼒ (B) 在恒温下降低压⼒(C) 在恒压下升⾼温度 (D) 在恒压下降低温度12. 对于与本⾝的蒸⽓处于平衡状态的液体,通过下列哪种作图法可获得⼀直线: (C)(A) p对T (B) lg(p/Pa) 对T (C) lg(p/Pa) 对1/T (D) 1/p 对lg(T/K)13. 在相图上,当体系处于下列哪⼀点时存在⼆个相: (A )(A) 恒沸点 (B) 三相点 (C) 临界点 (D) 最低共熔点14. 在相图上,当体系处于下列哪⼀点时存在⼀个相: (C )(A) 恒沸点 (B)熔点 (C) 临界点 (D) 最低共熔点15. 将⾮挥发性溶质溶于溶剂中形成稀溶液时,将引起 (A -)(A) 沸点升⾼ (B) 熔点升⾼ (C) 蒸⽓压升⾼ (D) 都不对16. 稀溶液的依数性包括蒸汽压下降、沸点升⾼、凝固点降低和渗透压,下⾯的陈述其中正确的是 ( C)(A)只有溶质不挥发的稀溶液才有这些依数性 (B)所有依数性都与溶剂的性质⽆关(C)所有依数性都与溶液中溶质的浓度成正⽐ (D)所有依数性都与溶质的性质有关17. 两只各装有1kg⽔的烧杯,⼀只溶0.01mol蔗糖,另⼀只溶有0.01molNaCl,按同样速度降温,则: (A)(A)溶有蔗糖的杯⼦先结冰 (B)两杯同时结冰(C)溶有NaCl的杯⼦先结冰 (D)视外压⽽定18. 下列⽓体溶于⽔溶剂中,哪个⽓体不能⽤亨利定律(C )。