问答题 为什么在液固共存曲线中不存在临界点?试从液、气、固微观结构出发予以说明.
【正确答案】我们知道,气态无论在长程和短程上都是无序的;固态在长程和短程上均是有序的,而介于气态与固态之间的液态在短程上是有序的而在长程上却是无序的.很容易理解,若要严格地区分有序还是无序,应该没有“中间”类,也就是说没有长程无序而短程却有序的第三类的.若有“中间”类,请问长程和短程的明确分界线是什么?我们找不到一个确切的线度去区分长程和短程,即大于这一线度是长程的,而小于这一线度是短程的.所谓长程和短程都是相对而言的.另外,这里所讲的短程有序只不过是“相对的有序”(即相对气体说来是要比较有序一些),“模糊的有序”,严格说来它还是无序.既然液态的本质还是无序,则液态和气态在物质结构上无本质区别,所以在p-T相图上可以出现不跨越气液共存区而从气态连续地变为液态的情况发生,反之亦然.这说明气相区域和液相区域之间并没有完整的边界线(即两相共存曲线)把它们完全分隔开.不完整的边界线必然有个尽头,边界线的终止点就是临界点.但是液态与固态之间,以及固态的不同相之间,它们的物质微观结构完全不同,从一相转变为另一相必须经过一个调整微观结构的过程.两种不同的微观结构,宏观上反映为有两种不同的摩尔熵和不同的摩尔体积.在相变过程中,微观结构调整了多少物质的量,同时伴随有多少潜热的吸放及有多少体积的改变.全部物质的微观结构都调整好了,相变也就完成了,这就是一级相变.
   但是在临界点是无法区分所谓的气相还是所谓的液相的,因为它们的微观结构是相同的,所以在临界点时所发生的相变,不需要微观结构调整阶段,因而从所谓的气相变为所谓的液相时没有潜热吸放和体积突变,这种相变与一级相变本质不同,属于连续相变.
【答案解析】