令为α相的两相平衡比热,其定义为:在保持α相与β相两相平衡的情形下,1mol(或1g)α相物质温度升高1K所吸收的热
令为α相的两相平衡比热,其定义为:在保持α相与β相两相平衡的情形下,1mol(或1g)α相物质温度升高1K所吸收的热量.
(i) 根据上述定义,证明:
及
(ii) 证明:
(iii) 若α相是蒸气,并设可近似当作理想气体;β相是液相.证明上述的公式可以简化为
由上式可以说明饱和蒸气的两相平衡比热在什么条件下是负.为此,设α相为水蒸气,β相为水,T=373.15K,p=1atm.测量的数据为(1cal=4.18J)
vα=1673cm3·g-1, λαβ=539.14cal·g-1,
利用本题(i)的公式(,可略)及以上数据计算得
水的两相平衡比热与水的定压比热相差很小,可以认为近似相等;但水蒸气的两相平衡比热与它的定压比热相差很大,变为负的了.这个事实可以用来设计云室.当饱和蒸气作绝热膨胀时,它的温度降低,由于饱和蒸气的两相平衡比热是负的,它在绝热膨胀后变为过饱和状态.在有微尘时水蒸气以微尘为凝结核而成雾.