相平衡試驗裝置設計

Ⅰ 求乙醇水的相平衡圖

乙醇和水的相平衡圖：

相平衡是指多相系統中各相變化達到的極限狀態。此時在宏觀上已經沒有任何物質在相際傳遞，但在微觀上仍有方向相反的物質在相際傳遞，且速度相等，故傳遞的凈速度為零。

化工熱力學研究的兩相系統的平衡，有氣液平衡、氣固平衡、汽液平衡、汽固平衡、液液平衡、液固平衡和固固平衡；相數多於2的系統，有氣液固平衡、汽液液平衡等。

(1)相平衡試驗裝置設計擴展閱讀：

相平衡條件及相關概念

在一個封閉的多相體系中，相與相之間可以有熱的交換、功的傳遞和物質的交流。對具有個相體系的熱力學平衡，實際上包含了如下四個平衡條件:

（1）熱平衡條件:：設體系有α、β、‥‥‥、Φ個相，達到平衡時，各相具有相同溫度Tα=Tβ=‥‥‥=TΦ

（2）壓力平衡條件:：達到平衡時各相的壓力相等：pα=pβ=‥‥‥=pΦ。

（3）相平衡條件：任一物質B在各相中的化學勢相等，相變達到平衡：μBα=μBβ=‥‥‥=μBΦ

（4）化學平衡條件：化學變化達到平衡：ΣνBμB=0[2] 。

相：體系內部物理和化學性質完全均勻的部分稱為相。相與相之間在指定條件下有明顯的界面，在界面上宏觀性質的改變是飛躍式的。體系中相的總數稱為相數，用Φ表示。

氣體：不論有多少種氣體混合，只有一個氣相。

液體：按互溶程度可組成一相、兩相或三相共存。

固體：一般有一種固體便有一個相。兩種固體粉末無論混合得多麼均勻，仍是兩個相（固體溶除外，它是單相）

自由度：確定平衡體系的狀態所必須的獨立強度變數的數目稱為自由度，用字母f表示。這些強度變數通常是壓力、溫度和濃度等。

獨立組分數：在平衡體系所處的條件下，能夠確保各相組成所需的最少獨立物種數稱為獨立組分數。

Ⅱ 淬冷法研究相平衡有什麼優缺點

優點：淬冷法測定的相變溫度的精確度非常高。
缺點：必須經過一系列的試驗內，先有溫容度間隔范圍較寬作起，然後逐漸縮小溫度間隔，除了同一組成的物質在不同溫度下的測試外，還要以不同組成的物質在不同溫度下反復進行試驗，因此，測試工作量相當大。

記得給分哈！

Ⅲ 在探究「二力平衡條件」的實驗中（1）設計組裝的實驗裝置如圖所示，老師指出實驗桌面越光滑越好，其原因

（1）應該把小車放在光滑的水平桌面上，這樣可以保證小車受桌面的摩擦力內很小，減小摩擦力對實驗結容果的影響；
（2）在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小車上的兩個拉力方向相反，並通過調整砝碼的數量來改變拉力的大小；
（3）實驗中保持F₁和F₂相等，用手拉小車扭轉一個角度，鬆手後，小車將無法在此位置平衡．實驗中設計這一步驟的目的是為了探究二力平衡時是否必須作用在同一條直線上．
故答案為：（1）減小摩擦力對實驗的影響；（2）砝碼的數量；（3）同一直線上．

Ⅳ 氨水系統氣液相平衡數據的測定實驗如何檢查裝置氣密性

氨水系統氣液相平衡數據的測定實驗如何檢查裝置氣密性：

1、氣密性試內驗所用氣體容,應為乾燥、清潔的空氣、氮氣或其他惰性氣體。

2、試驗時壓力應緩慢上升,達到規定試驗壓力後保壓不少於30分鍾,然後降至設計壓力,對所有焊縫和連接部位塗刷肥皂水進行檢查,以無泄漏為合格。如有泄漏,修補後重新進行液壓試驗和氣密性試驗。

Ⅳ 相平衡，靜態平衡和動態連續操作的區別

靜態平衡是在靜態下的,此時任意一個軸向截面兩側質量相等就平衡了.
動態平衡是在轉動的狀態下,此時由於各個微元距離軸線距離不同,所需的向心力也不同,產生了不同的離心作用,所以靜態平衡的動態不一定平衡,動態平衡的靜態一定平衡;低速平衡高速不一定平衡,高速平衡低速不一定平衡.一般只做設計轉速的平衡.

Ⅵ 化工原理課程設計的圖（相平衡，操作線）求理論板數在電腦上是怎麼，用什麼軟體畫的

mintab 16 看看行不行!

Ⅶ 多組分系統的相平衡和礦物共生分析

一、吉布斯相律和戈爾特斯密特礦物相律

從熱力學角度觀察，變質岩是一種非均勻的多組分系統。當達到內部化學平衡時，其行為服從於吉布斯 ( Gibbs，1876) 相律，它的表達式如下:

岩石學

式中: p 為平衡共生的相數目，岩石學中每一種固體礦物 ( 包括固溶體) 和流體都為一個相; f 為自由度數目，即相平衡系統中，能在一定范圍內改變而不引起相的種類和數目發生改變的獨立變數 ( 通常為溫度、靜壓力和活動組分化學位等外部條件) ; c 為獨立組分數目，即描述系統中各種相的組成時所需的獨立物質的最小數目，岩石學中一般為組成岩石的各種氧化物，如 SiO₂、Al₂O₃、FeO、MgO 等，也包括 H₂O、CO₂等流體相。上述相律表達式可用變質反應 CaCO₃( Cc) + SiO₂( Q) = CaSiO₃( Wo) + CO₂( g) 來說明，組成這些相所需組分為 CaO、SiO₂和 CO1，屬於三元系統 ( c =3) 。當反應達到平衡時，如當時條件是溫度 ( T) 和壓力 ( P) 都能在一定范圍內變化，即自由度 f =2，則 p = c +2 － f =3 +2 － 2 = 3，即此時只有 3 個相可平衡共生，低溫時為 Cc + Q + CO₂，高溫時為 Wo + CO₂+ Q或 Cc。若當時條件是只有溫度或壓力之一能獨立改變，另一因素只能隨之作特定的改變，即 f =1 時，則 p = c +2 － f =3 +2 －1 =4，此時 Cc + Q + Wo + CO2四個相能平衡共生，這種情況稱為單變系統。所以相律是判斷系統是否達到平衡的重要標志。

戈爾特斯密特 ( Goldschmidt，1911) 將相律用於變質岩，認為岩石系統變質反應的平衡不可能在溫度和壓力兩者的數值都完全固定，或其中之一嚴格隨另一因素的變化而作特定變化的條件下實現。相反，這種平衡應在一定的溫壓區間內實現，即當時至少應有兩個自由度 ( f≥2) 。按此由吉布斯相律可得出:

岩石學

此即為戈爾特斯密特礦物相律的核心內容。當平衡系統中無流體相或固溶體礦物時，p =c，如它們存在時則 p ＜ c。總之，在一定溫壓范圍內平衡共生的礦物相數目不應大於該岩石系統的獨立組分數目。如出現 p ＞ c 的情況，一種可能是系統處於單變平衡狀態，另一種可能是礦物相之間不都是平衡共生，或則獨立組分的選擇不正確。

上述礦物相律應用的前提是系統處於完全封閉狀態，與外界完全沒有物質交換。多數研究者認為變質作用過程岩石為封閉系統，但有些學者持不同觀點，如柯爾仁斯 ( 1936)提出的組分相對活動性假說。他認為變質作用過程 H₂O 和 CO₂一般均為外部緩沖的完全活動組分，有些物化條件下，K₂O 和 Na₂O 也可呈活動組分，能從系統中帶入或帶出，即變質作用過程岩石為半開放系統，但仍能達到局部化學平衡。他據此對戈爾特斯密特的礦物相律作了重要修正，認為應是 p ( 相數目) ≤c_i( 惰性組分數目) ，後者是指擴散能力很差，不易於環境發生物質交換的組分，它們在平衡過程中保持質量不變。柯爾仁斯基的礦物相律也可表示為 p≤c ( 有效組分) － c_m( 活動組分) 。其含義是在一定溫壓范圍內，半開放系統中同時平衡共存的礦物相最大數目等於獨立的惰性組分數，而與活動組分數目無關。在平衡過程，活動組分的化學位不變，它和溫度、壓力一樣起外部控製作用。

變質作用屬封閉系統還是部分開放系統至今仍有各種不同意見，也可能它們是隨地質背景、物化環境及變質作用類型不同而異。但目前多數研究者提出一系列證據說明大多數地區在變質作用過程中，不僅非揮發組分，而且 H₂O、CO₂、O₂等揮發組分也都基本處於封閉狀態，它們都是控制礦物共生的有效組分。

二、平衡共生礦物組合與礦物的平衡成分

將變質岩作為一個非均勻多組分系統來研究時，前提是相平衡，只有達到物化平衡的情況下，才能有效地應用相律等各項物化基本原理。因為變質作用一般經歷較長的地質時間，且常在增溫過程中進行，所以變質反應達到平衡是完全可能的。有些變質礦物組合在不同地質時代和不同地區反復出現也從事實上證明它們應是趨近或達到了相平衡的共生組合。但另一方面，在低溫變質地區或深熔和混合岩化作用廣泛發育的高溫變質地區和復變質岩系中，變質反應不平衡現象又十分普遍。

一次變質事件全過程中，溫壓條件是在不斷變化的，所以同一變質岩中常存在幾個不同世代的平衡共生礦物組合，它們分別反映不同的變質反應達到平衡時的不同溫壓條件。一般認為可區分出三階段的平衡共生組合: ① 變質溫度高峰期的平衡共生組合，它們常是達到平衡的共生組合，是變質岩中目前主要礦物成分; ② 早期進變質階段殘留下來的礦物組合，它們與那個階段的溫壓條件可能接近平衡，但對峰期溫壓條件下發生的變質反應來說，則是殘留的反應物; ③ 峰期後退變質階段化學反應所產生的新礦物，它們往往含量不多，是這階段的平衡礦物組合。由此可見平衡應有相對的時間概念。過去文獻中一般只研究變質溫度高峰期的平衡共生組合，並已提出各種識別標志。

一般認為構成一個平衡共生組合的各種礦物在空間應是隨機分布，彼此都有接觸機會，但又不是某幾種礦物的出現在空間上彼此過分依賴。礦物之間至少應不存在各種交代或反應結構，最理想情況是彼此接觸面平直，或發育三聯點平衡結構，證明其彼此同時結晶所成。但另一些研究者又指出，即使礦物之間接觸面較不規則，甚至彼此互相包裹，或分別成變斑晶和基質等現象都不一定是彼此非平衡共生和分屬兩個世代的鐵證，這方面還有許多不確定性。

礦物平衡共生的另一重要標志，是同一岩石中同種礦物晶內和顆粒間化學成分均勻。這種化學成分反映變質高峰期達到平衡時的物化條件，常稱為平衡化學成分，它們是進行溫壓估算的依據。但近年來研究表明，不少情況下礦物微區和不同顆粒的化學成分不均勻，特別是像石榴子石等礦物經常存在微區成分環帶那樣的礦物。石榴子石環帶有兩種常見類型: 一類是反映隨溫度升高而不斷生長的石榴子石，其成分也不斷變化，稱為生長環帶，此時只有晶體最邊緣的成分才代表其在變質峰期的平衡成分; 另一類是石榴子石在變質峰期完成結晶之後，由於溫度下降，通過與黑雲母等礦物之間的 Fe － Mg 交換反應及擴散作用，其成分會從晶體邊緣向核部不斷被改造，形成擴散環帶，此時只有粗大石榴子石核部才可能保留峰期平衡成分。輝石和角閃石等礦物中也可有類似現象。由此可知，按岩石組構分析屬於平衡共生的礦物，但要確定它們是否保持峰期平衡化學成分仍需深入的岩石學和礦物微區研究。

特定礦物之間某些元素的分配系數，如 K^{Gt － Bi}_{DFe － Mg}等保持恆定也是平衡的物化標志。但如前文已指出的那樣，K_D值還受其他許多因素的影響，研究時必須注意。此外一個平衡共生組合的礦物相數目一般較簡單，且必須符合礦物相律的要求，即礦物種類不能超過與其有關的獨立組分數。但當自然界樣品剛處於某一單變反應線位置時，則也可出現 p =c + 1 現象，此時仍為平衡狀態。

三、礦物共生分析和成分 －共生圖解

礦物共生分析是以礦物相律為指導，研究特定溫壓范圍內達到平衡狀態的各種礦物共生組合與岩石化學成分之間的規律性對應關系，其結果可用各種成分 － 共生圖解加以表示。它們是 P － T － X 關系在變質作用和變質岩中的進一步體現，其所得結果對於各地區變質作用特徵的對比和建立變質相 P － T 框架都有重要意義。其內容包括以下三方面。

1. 平衡共生礦物組合的確定

根據野外地質背景和室內大量顯微鏡下變質岩結構構造和組成礦物的系統化學成分研究，劃分礦物世代，按前文所述各項原則和標志確定一個地區同一變質等級的各種原岩中( 同一世代) 的代表性平衡共生礦物組合。

2. 組分分析

一般硅酸鹽變質岩的組分包括所有造岩氧化物和 H₂O 等流體相，共 10 余種。一個地區由它們組成的礦物相也可達 10 余種。要研究兩者之間的復雜控制關系很困難，也無法用通常的三角形或四面體圖解來表示彼此間依賴關系，因此必須從全部組分中選出那些能控制主要變質礦物的種類和含量的組分來分析彼此關系，這就稱為組分分析。其基本程序是首先要確定造岩氧化物中有無活動組分，H₂O 是否活動組分，然後在其中再作如下進一步劃分。

◎ 雜質組分: 含量很低，其存在不影響礦物共生關系，如 BaO、SrO、Ni 等，在礦物共生關系分析時可不考慮。

◎ 孤立組分: 它們只參與形成副礦物，如 ZrO、P₂O₅、TiO₂等。如果在組成礦物中不考慮與它們有關的鋯石、磷灰石和金紅石等礦物時，可認為這些組分對礦物共生也無影響，可不考慮。

◎ 類質同象組分: 有些造岩氧化物，如 FeO、MgO、MnO，經常以類質同象組成各種暗色礦物，過去認為它們的總量對共生礦物有控製作用，但各自的相對含量則對礦物組合影響不大，故可合並為一個獨立組分 ( Fe，Mg，Mn) O。Al₂O₃和 Fe₂O₃屬於類似情況，也可合並為 ( Al，Fe)₂O₃。但後來許多研究表明在石榴子石、堇青石、十字石等一系列礦物中，Fe － Mg 的固溶體置換是有限的，FeO / MgO 比值對共生礦物有明顯控製作用。如除溫壓條件外，富 Mg 的岩石中才有利於堇青石的出現，所以這種合並在不少情況下可能並不合理。

◎ 過剩組分: 它們大量存在，除供組成岩石中所有礦物的需要外，或還有剩餘，此時呈獨立的 「過剩」礦物相出現。硅酸鹽岩石中最常見為 SiO₂，它在 SiO₂飽和或過飽和岩石中均為過剩組分，其含量只決定岩石中石英的多少，不影響其他礦物的共生關系。但在 SiO₂不飽和岩石中，它就不是過剩組分。當 H₂O 處於飽和狀態時，它也不影響礦物共生組合。

◎ 有效獨立組分: 除上述各類組分之外的其他主要組分，它們之間的含量比例對礦物的共生關系起決定性作用。當 H₂O 和 SiO₂飽和時，有效獨立組分通常為 ( Al，Fe)₂O₃、( Mg，Fe，Mn) O、CaO、Na₂O 和 K₂O ( 當不考慮斜長石的牌號和鉀長石的鈉含量時，Na₂O 也可不考慮) ，可用圖解來表示它們和礦物共生組合之間的規律性關系。

3. 成分 － 共生圖解的編制

這類圖解用以表示特定溫壓區間，組分種類及其相對含量與礦物共生之間的關系，通常採用等邊三角形 ( 圖 21 －8) ，也可用直角三角形或四面體。圖中三角形的三頂點分別代表從上述有效獨立組分中選出的 a、b、c 三種組分的投影點。此時據礦物相律，每一共生組合中受這三組分控制的礦物為 1 ～3 種。當這些礦物化學成分固定時，可據其實測分子式計算出各自的 a、b、c 三組分的摩爾分數 ( %) ，然後按其比例投在三角形中。如礦物 A 中 a 組分為100%，則投在 a 點位置; D 礦物中 a 組分和 b 組分各50%，則 D 礦物投在 a － b 邊的1/2 處; G 礦物中組分 a 33%，b 33%，c 34%，則投影於圖中 G 點。這樣將A － G 七個礦物都投在圖 21 － 8a 上，再將能共生的礦物之間用直線連接起來，即構成一個 a、b、c 三元系七個礦物的成分 － 共生圖解。當有些是成分不定的固溶體礦物時，如為兩組分固溶體，如圖 21 －8b 的礦物 A，則用線段加以表示其 a、b 兩組分的相對變化范圍。如為 a、b、c 三組分固溶體，則以一定面積表示其變化范圍，如圖中的 B、F、G 礦物。再在各礦物投影位置之間加直線來表示彼此成分的對應變化關系，如圖中表明礦物 E與富組分 a 的 A 礦物共生，而礦物 G 則與 b 組分相對稍高的 A 礦物共生。礦物共生線將三角形 abc 分成5 個小三角形，當岩石的化學成分經換算後投影點落在某小三角形內，如點 i，則它具有 ADE 三礦物共生; 如投影點落在小三角形的邊上，如點 j，則此岩石具有兩種礦物C 和 F 共生; 如投影點落在大三角形頂點，則為只具有 a、b 和 c 成分的單礦物岩。

圖 21 －8 成分 － 共生圖解

四、ACF、A'KF 和 AFM 圖解

這些是文獻中最通用的變質岩成分 － 礦物共生圖解。

1. ACF 圖解

這種圖解是 Eskola ( 1915) 對芬蘭 Orijarvi 地區中溫接觸變質岩的礦物共生分析基礎上建立的，用以表示各種成分原岩中的礦物共生關系。經過類似前述的組分分析，確定 4個有效獨立組分為 ( Al，Fe)₂O₃、CaO、K₂O 和 ( Mg，Fe，Mn) O，為了便於在三角形圖解中表示，他捨去 K₂O，同時將與它有關的礦物鉀長石放到圖外。然後將留下的三個組分按摩爾分數 ( %) 標定如下:

岩石學

再將有關礦物按化學式計算出各自的 A、C、F 值，例如

岩石學

再按這些數值將所有礦物投在 ACF 三角形中，即得共生圖解21 －9，同時將石英、鉀微斜長石、鈉長石放在圖外。這圖解清楚顯示原岩主要組分特徵與共生礦物組合之間的規律性對應關系。其缺點是 K₂O 對許多岩石中普遍共生的黑雲母、白雲母和鉀長石的控制關系未能在圖解中得到反映，不能區分 K₂O 過剩與不足對礦物組合的全部影響。其次為了取消 Na₂O 的影響，將斜長石均當作鈣長石 ( An) 看待也不太合適。

圖 21 －9 芬蘭 Orijarvi 地區中溫接觸變質岩的 ACF 圖解( 據 Eskola，1915)

2. A'KF 圖解

由於 ACF 圖解中捨去 K₂O 引起的種種問題，Eskola ( 1915) 又設計一種對含石英泥質岩更為合適的 A'KF 圖解，其特徵是將 K₂O 列為三個獨立組分之一，又考慮到對這類岩石的礦物組合影響最大的不是 Al₂O₃總量，而是它與 K₂O以分子比1∶ 1 組成鉀長石之後剩餘的 Al₂O₃摩爾分數，故將 A' =［Al₂O₃］+［Fe₂O₃］－［K₂O］代替 A =［Al₂O₃］+［Fe₂O₃］作為一個獨立組分，同時考慮到此類岩石中 CaO 的含量一般隻影響斜長石的牌號，可以捨去。這樣處理後的三個獨立組分為:

岩石學

將有關礦物都換算出這三個數值，再經投影即得 A'KF 圖解 ( 圖 21 －10) 。

圖中因黑雲母 ( Bi) 存在 Al 對 ( Fe，Mg)的類質同象置換，故其投影為一個線段。另將過剩礦物石英 ( Q) 和因捨去 Ca 而未能在圖內得以反映的斜長石 ( Pl) 置於三角形之外。這種圖解的最大優點是以 Ms － Bi 為界劃分出富 K₂O含鉀長石的組合和貧鉀富鋁出現鋁硅酸鹽的組合。

以上討論表明 ACF 圖解能廣泛用於各種成分變質岩的礦物共生關研究，而 A'KF 圖解則能補救它在泥質變質岩中因 K₂O 含量引起的各種缺點，所以許多研究者都傾向於將兩者聯合應用。

圖 21 －10 芬蘭 Orijarvi 地區泥質岩石中溫接觸變質的 A'KF 圖解( 據 Eskola，1915)

3. AFM 圖解

在 ACF 和 A'KF 圖解中都將 ( Fe，Mg) O 作為一個獨立組分看待，但實際上泥質變質岩中 FeO/MgO 比值對礦物相有很大影響，如硬綠泥石、鐵鋁榴石出現於 Fe/Mg 值高的岩石中，而堇青石則易出現於富鎂的岩石中。Thompson ( 1957) 認為在含石英的泥質變質岩中，當 H₂O 為活動組分時，系統的獨立組分為 Al₂O₃、FeO、MgO 和 K₂O，其礦物組合可以 AFMK 四面體內三維空間的一個點來表示。為了便於研究，選四面體棱上白雲母的理想成分 KAl₃O₅( KAl₃Si₃O₁₀( OH)₂= KAl₃O₅·3SiO₂·H₂O) 點 ( 圖 21 － 11a 中的Ms 點) 作為原點，通過各種礦物的四面體內成分點向 AFM 面投影，即獲得它們在 AFM面內的位置 ( 圖 21 －11a) ，但其中不能包括白雲母，所以前提是只限於含白雲母的岩石。由於黑雲母 ( Bi) 的成分點在圖 21 －11a 的 A － F － M － Ms 小四面體之外，所以投影點在圖21 －11 的 AFM 三角形之外，F － M 線的下方。各種礦物的實際投影是採用計算的方法，先將分析結果換算成氧化物摩爾分數，再按以下公式計算出投影坐標 A 和 M:

圖 21 －11 AFM 圖解的構成( 轉引自 Miyashiro，1994)

岩石學

各礦物投影之後，再連接共生線，即構成 AFM 圖解。圖 21 －12 為美國新荷馬州中西部下部矽線石帶泥質變質岩的 AFM 圖解。這種圖解的最大優點是能明顯表示岩石中 Fe/Mg 比值對礦物相的影響，且能表示類質同象礦物中 Fe － Mg 的變化范圍，但它只能用於含白雲母和石英的變質岩。Reinhart ( 1968) 還曾設計了另一種由正長石成分點向 AFM 而投影的圖解，此時:

岩石學

礦物共生分析和各種成分 － 共生圖解對研究變質作用的物化條件和變質相曾起重要作用。但研究時都將自然界岩石的多組分系統簡化成三元或四元系統來處理，再加上組分分析時難以避免的主觀因素，常使結果不符合相律，或出現各種難以解釋的現象。特別是當流體作用加強，系統呈半開放狀態時，問題更為復雜。在目前強調溫壓條件定量估算和變質作用時空演化樣式研究的新發展趨向中，這類研究方法已不再占太重要地位，但仍不失為一項基礎研究內容。

圖 21 －12 美國新荷馬州中西部變泥質岩下部矽線石帶礦物組合的 AFM 圖解( 據 Thompson，1957)

五、施賴納瑪克斯共生分析法和成岩格子的概念

荷蘭物理學家施賴納瑪克斯 ( Schreinamakers，1915) 在吉布斯相律基礎上，應用數學拓撲學計演算法創立了零變、單變和雙變平衡的一系列幾何表示方法，稱為施賴納瑪克斯法。Grubenmann 於 20 世紀初將此法引入變質岩石學中。按此法，當系統的組分數目 ( c)和相數目 ( p) 已知時，即可在 P － T 圖上推導出零變平衡點、單變平衡線和雙變平衡區的空間配置關系，以及各種可能的單變反應式和雙變區內的成分 － 礦物共生關系。例如對一個三元 ( 三組分) 五個礦物相的簡單系統來說，按相律和組合公式的推導，可得出在P － T 圖上 ( 圖 21 － 14) 應有一個零變點 ( f = 0) ，此時五個礦物相平衡共存; 有五條單平衡線，稱為施賴納瑪克斯束，每條線上可有四個礦物相區存，此時 f =1; 有五個雙變平衡區，各區共有 10 個 3 相平衡組合，此時f =2。此圖的構築程序是首先在理論基礎上根據5 種礦物相的化學成分關系及各自在圖21 －13 中的位置推導出彼此間可能出現的所有化學反應式。例如圖中礦物相 ( 1) 不參加的化學反應式應為 2 + 3 = 4 + 5，這反應式就用( 1) 標記。然後據實驗測定、熱力學計算或應用莫里 － 施賴納瑪克斯法則來確定不變點位置，各條單變線斜率及彼此在空間上的配置順序。目前應用最多的還是莫里 － 施賴納瑪克斯法則。同時也用它來確定每兩條單變線所夾扇形區內的成分 － 礦物共生圖解。圖 21 －14 中5 條實線都是單變反應線，各自經零變點後再延伸的虛線代表准穩定平衡線。單變平衡線兩側所標記的數字為相應反應式兩側的礦物相。各雙變區都有自己的三角形成分 － 共生圖解，其中帶斜線的小三角形代表該區間的特徵礦物共生組合，其餘組合則與鄰區所共有。如反應( 1) 與 ( 5) 之間，2 +3 +4 為特徵組合，1 +2 + 4 和 1 + 3 + 4 組合均是與鄰區所共有。

圖 21 －13 ［A］ － ［B］ － ［C］ 三組分系統中五個礦物相 ( 1，2，3，4，5)的化學成分關系

圖 21 －14 ［A］ － ［B］ － ［C］ 三組分五個礦物相共生關系的施賴納瑪克斯圖解

當系統中能出現的礦物相數目 ＞ c + 2 時稱為復式系統，此時必有兩個或更多零變點和圍繞它們的幾個單變平衡線束，它們共同組成網狀體系，稱為岩石 ( 或礦物) 成因格子 ( 或網系圖) 。它們是圖示礦物共生關系隨 P － T 而變化及其間化學反應性質的最好方式。如 Grant ( 1973) 曾模擬 Al₂O₃－ K₂O － FeO － MgO － SiO₂－ H₂O 六組分系統能出現 Q、Kf、Al₂SiO₅、Bi、Crd、Sil、Gt、Ant、St 和 H₂O 等 10 個相的岩石成因格子 ( 圖 21 － 15) 。由於其礦物總數已超過 c +2，所以為復式系統，共有 3 個零變點 ( 一個在圖外) ，由三組單變平衡線束組成，單變線上可有 5 個礦物相共存，8 個雙變區內為四個礦物相的平衡組合。如在Ⅳ區可出現 Kf + Sil + Bi + Crd，Kf + Sil + Bi + Gt，Kf + Bi + Gt + Ant/Opx，Sil +Bi + Crd + Gt 等共生組合。

圖 21 －15 K₂O － Al₂O₃－ FeO － MgO － SiO₂－ H₂O 復式系統的岩石成因格子，石英和 H₂O 存在所有組合中( 據 Grant，1973)

這類研究方法將礦物共生關系進一步與變質反應及溫壓變化聯系起來，對於查明變質作用演化規律有較重要意義。但仍以理論推斷為主，多數情況下缺乏定量概念，所以必須與岩礦實驗研究結合起來，互相驗證，才能在變質岩成因研究中發揮更大作用。

思 考 題

1. 舉例說明固 － 固反應與脫揮發分反應的不同特徵及其地質溫度壓力計意義。

2. 說明以下兩種連續反應的礦物變化過程

① 黑雲母 ( Bi) + 石英 ( Q) →1. 5 斜方輝石 ( Opx) + 鉀長石 ( Kf) + H₂O

② 普通角閃石 ( Hb) + 斜長石 ( Pl₁) →斜方輝石 ( Opx) + 單斜輝石 ( Cpx) + 斜長石 ( Pl₂) + H₂O

3. 交換反應和凈轉移反應何者更適於作地質壓力計? 為什麼?

4. 為什麼一種礦物對溫壓計有多種計算公式? 應用時如何選擇?

5. 怎樣判斷變質岩中哪些礦物彼此為平衡共生關系? 為什麼強調平衡成分?

6. 總結變質岩中礦物共生分析的原理和方法，評述 ACF，A'KF 和 AFM 圖解的優缺點。

7. 成分 － 共生圖解中如連接共生礦物的共生線出現相交現象，如何解釋?

8. 岩石成因格子是如何編制的? 能反映什麼問題?

Ⅷ 小明在探究「二力平衡條件」的實驗中，設計組裝的實驗裝置如圖所示（1）老師指出實驗桌面越光滑越好，其

（1）實驗桌面越來光滑越好源，小車在光滑的水平桌面上受到的摩擦力小，摩擦力對實驗影響小．
（2）實驗中通過調整鉤碼的個數來改變拉力的大小，當左右盤內放的砝碼數量不等時，則小車會運動，且沿拉力較大的一方加速運動；
只有當小車受到向左和向右的拉力相等時，小車才會保持靜止，說明的平衡的兩個力要滿足兩個力的大小相等且兩個力的方向相反．
（3）用手將小車扭轉一個角度，兩個力不在同一直線上，鬆手後小車不能平衡，小車會發生轉動，設計這個步驟的目的是為了探究一對平衡力是否在同一直線上．
故答案為：（1）減小摩擦力對實驗的影響；（2）鉤碼個數；沿拉力較大的一方加速運動；大小相等；方向相反；（3）不能；轉動；不在同一直線上的兩個力能否平衡．

Ⅸ 為研究二力平衡條件的實驗裝置

（1）應該把小車放在光滑的水平桌面上，這樣可以保證小車受桌面的摩擦力很小，減小摩擦力對實驗結果的影響；
（2）在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小車上的兩個拉力方向相反，並通過調整砝碼的數量來改變拉力的大小；
（3）實驗中保持F ₁ 和F ₂ 相等，用手拉小車扭轉一個角度，鬆手後，小車將無法在此位置平衡．實驗中設計這一步驟的目的是為了探究二力平衡時是否必須作用在同一條直線上．
故答案為：（1）光滑；（2）大小；（3）不能．

Ⅹ 離心泵軸向力的平衡裝置有哪些

多級離心泵軸向力平衡裝置的設計理念
離心泵在運行的過程中產生的軸向力會造成轉子軸的上下竄動,造成離心泵內零件之間的摩擦作用,長期下去勢必會對離心泵的零件造成損耗,影響多級離心泵設備的正常運行,影響生產效率。然而,軸向力平衡裝置的配置,會在兩端產生一定的壓力差,其中的液體會在流動的過程中產生一個與軸向力相反的平衡力,而平衡力的大小會隨平衡盤移動而發生一定的變化,直到與離心泵的軸向力相互抵消,但是由於慣性的存在,離心泵的轉子不會立即停止竄動,因此離心泵的轉子始終處於一種動態平衡狀態下,保證多級離心泵的正常運行。
軸向力平衡裝置的設計工作是整個多級離心泵配置和設計工作中的重要組成部分,因此相關設計工作人員在確保多級離心泵正常運行的前提下,應該充分考慮到工業生產的實際運行環境,結合多種設計方法和理念,將設備在運行過程中的使用狀態保持在一個較為穩定、安全的狀態下。下面就簡要介紹幾種多級離心泵軸向力平衡裝置在設計工作過程中的設計理念和方法。
2.1葉輪對稱分布法
在現代離心泵軸向力平衡裝置的設計工作中,一般都將葉輪級數選擇為偶數,因為當葉輪級數為偶數時,可以使用葉輪對稱分布法來平衡設備軸向力,對稱分布的葉輪在運行過程中產生的軸向力大小相等,方向相反,在宏觀上則會表現出一種平衡狀態。在進行設計的過程中,應該注意反向葉輪入口前的密封節流尺寸與葉輪的直徑大小相一致,保證良好的密封性。
2.2平衡盤法
平衡盤法作為現代多級離心泵軸向力平衡裝置設計過程中比較常見的設計方法,其結構可以根據生產需求進行適度的調整,其平衡力一部分主要是由盤徑向間隙與軸向間隙之間的截面產生,另一部分主要是由平衡盤軸向間隙與外半徑截面產生,這兩種平衡力起著平衡軸向力的作用。與其他方式相比,平衡盤法的優勢在於其平衡盤的直徑較大,靈敏度較高,有效地提升了設備裝置的運行穩定性。
2.3平衡盤鼓法
與平衡盤法相比,平衡盤鼓法的不同之處在於其節流軸套部分的尺寸要比葉輪輪轂尺寸大,而平衡盤要求節流軸套的尺寸與葉輪輪轂的尺寸相對應。一般來講，在平衡盤鼓的設計方法中,由平衡盤產生的平衡力佔到總軸向力的一半以上,最大可以達到總軸向力的90%,其他部分主要是由平衡鼓來提供。與此同時,適度增加平衡鼓的平衡力,會相應減低平衡盤的平衡力，相應地會使平衡盤的尺寸減低,從而減小平衡盤的磨損程度,提高設備零件的使用周期,保證多級離心泵的正常運行。
2.4雙平衡鼓法
雙平衡鼓法其實就是在平衡盤鼓法的基礎上進行強化生成的，與平衡盤鼓法相比,這種方法是在平衡盤的外徑上多增加了- -道徑向間隙，這樣就使得平衡盤發揮的作用與平衡鼓相當,不僅使得軸向間隙進- - 步增加，」而且也會減少平衡盤與設備之間的磨損程度,同時也會使平衡室的壓力相對降低,減少大鼓的平衡力大小，提高設備運行的穩定性.保證多級離心泵軸向力平衡裝置能夠發揮出應有的作用。