第 12 单元
相变与溶液
冰水混合物为什么一直是 0 °C？高原上的水为什么不到 90 °C 就开？干冰为什么不会化成液体？撒盐为什么能化雪？这一单元把加热曲线、蒸气压、相图和稀溶液的依数性连成一张图：每条曲线都由实测数据和热力学方程算出。
- 1 加热曲线与相变热 炉火一直在烧，冰水却停在 0 °C。把一块冰加热成水蒸气，看热量都花在了哪里：升温段、熔化平台和漫长的沸腾平台。 25 分钟
- 2 蒸气压与沸腾 液面上方的分子在不停逃逸与返回。蒸气压只由温度决定；当它追上外界压强，液体就沸腾——所以拉萨的水 88 °C 就开了。 25 分钟
- 3 相图：水与二氧化碳 一张压强–温度图告诉你物质在任何条件下的状态。水的熔化线向左倾斜，干冰在 1 atm 下只能升华，而越过临界点就不再有液体和气体之分。 25 分钟
- 4 溶液的形成与溶解度 “相似相溶”背后是分子间作用力的交换。固体的溶解度随温度变化，气体的溶解度服从亨利定律——拧开汽水瓶的一瞬间就是一次亨利定律实验。 30 分钟
- 5 依数性：凝固点、沸点与渗透压 溶质粒子的数目，而不是种类，决定了溶液的凝固点降低、沸点升高和渗透压。看看防冻液、融雪盐和海水淡化如何利用它们，以及离子为何“不够数”。 30 分钟
- 6 二元相图 为什么酒精蒸不到 100 %、焊锡比锡和铅都好熔？把组成画成横轴：拉乌尔定律给出气–液透镜，杠杆规则给出两相的量，共沸点和低共熔点解释蒸馏的极限和步冷曲线的平台。 30 分钟
- 7 表面活性剂与胶束 肥皂和洗涤剂分子一头亲水、一头怕水：先铺满水面，再在临界胶束浓度以上抱成胶束。用 1971 年美国国家标准局汇编的实测值，看 CMC 怎样随链长减半、随盐下降。 30 分钟