理想氣體狀態(tài)方程關(guān)系

第一章氣體的pVT關(guān)系§1.1理想氣體狀態(tài)方程§1.2理想氣體混合物§1.3氣體的液化及臨界狀態(tài)§1.4真實(shí)氣體狀態(tài)方程§1.5對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理及普遍化壓縮因子圖1§1.1理想氣體狀態(tài)方程2.聯(lián)系T、

p、V之間關(guān)系的方程稱為狀態(tài)方程1.物質(zhì)常見(jiàn)的聚集狀態(tài)固體液體氣體---pVT關(guān)系氣體理想氣體真實(shí)氣體2

pV=nRTT

K；R

摩爾氣體常數(shù)8.314Jmol-1K-1Vm摩爾體積

pVm=RT3.

理想氣體狀態(tài)方程3分子是幾何點(diǎn)無(wú)分子間力(1)理想氣體定義：(2)理想氣體的微觀模型在任意溫度和壓力下都嚴(yán)格服從pV=nRT的氣體。4.理想氣體的定義及分子模型低壓實(shí)際氣體可近似當(dāng)作理想氣體。4pi

defyi

p對(duì)高壓氣體也適用1.分壓定律(1)分壓：在氣體混合物中，定義

yi

=1pi=yip=p

yi=p§1.2理想氣體混合物

pi代表組分氣體i對(duì)氣體混合物壓力的貢獻(xiàn)5對(duì)于理想氣體混合物(2)分壓定律

p=pB分壓定律對(duì)低壓下真實(shí)氣體混合物也適用。

在理想氣體混合物，任意組分氣體的分壓等于同溫下該氣體在容器中單獨(dú)存在時(shí)的壓力。6

(1)分體積VB*

理想氣體混合物中組分B的分體積Vi，等于純氣體B在混合物的溫度及總壓條件下所占有的體積VB*。2.阿馬加定律7§1.3真實(shí)氣體的液化及臨界參數(shù)1.氣體液化的原因減弱分子的熱運(yùn)動(dòng)，減小離散傾向——降溫減小分子間距離，使之產(chǎn)生較大的吸引力——加壓指定溫度下的氣體，通過(guò)加壓一定可以液化嗎？8

氣液p*定義：在一定條件下，能與液體平衡共存的它的蒸氣的壓力。是液體的性質(zhì)，表示液體揮發(fā)的難易。沸點(diǎn)：蒸氣壓等于外壓的溫度。通常是指蒸氣壓等于101325Pa，稱（正常）沸點(diǎn)。2.液體的飽和蒸氣壓9

3.臨界參數(shù)和臨界點(diǎn)

Tc——pc——Vm,c——

利用加壓手段使氣體液化的最高溫度。在臨界溫度時(shí)使氣體液化所的最小壓力。在臨界溫度和臨界壓力的氣體的摩爾體積。●是物性參數(shù)●不易測(cè)定定義：104.真實(shí)氣體的p-Vm

圖及氣體的液化全圖可分為三個(gè)區(qū)域：(1)T<Tc區(qū)(2)T=Tc區(qū)(3)T>Tc區(qū)p

g1g2l1l2cT2T1T4T3TcT1<T2<Tc<T3<T4Vm

lgp~Vm等溫線理想氣體11氣相線，液相線，氣液平衡線(1)T<Tc(以T1

為例）

?g1——Vm(g)

?l1——Vm(l)p

g1g2l1l2cT2T1T4T3TcT1<T2<Tc<T3<T4Vm

lg1'Vm(g)Vm(l)氣液平衡線:氣液共存?壓力為p*(T1)且保持不變12當(dāng)T=Tc時(shí)：

l–g線變?yōu)楣拯c(diǎn)c

臨界點(diǎn)（2）T=Tc

臨界點(diǎn)處氣、液兩相摩爾體積及其它性質(zhì)完全相同，界面消失，氣液態(tài)完全相同。g1g2l1l2cT2T1T4T3TcT1<T2<Tc<T3<T4Vm

p

lg

Vm,c

pc

13(3)T>Tc

無(wú)論加多大壓力，氣體不再變?yōu)橐后w，等溫線為一光滑曲線。p

g1g2l1l2cT2T1T4T3TcT1<T2<Tc<T3<T4Vm

lg溫度與壓力均略高于臨界點(diǎn)的狀態(tài)為流體超臨界。它的密度大于氣體，具有溶解性能。在恒溫變壓或恒壓變溫時(shí)，它的體積變化大，溶解性變化大，可以用于萃取，稱為超臨界萃取。14§1.4真實(shí)氣體狀態(tài)方程實(shí)際氣體：1)分子間有相互作用力（主要是吸引長(zhǎng)程力）器壁內(nèi)部分子靠近器壁的分子分子間相互作用減弱了分子對(duì)器壁的碰撞，所以：p=p理－p內(nèi)，p內(nèi)

=a/Vm2

p理

=p+p內(nèi)=p+a/Vm2p為測(cè)量值，∵a>0，∴p（理）>p152)分子本身占有體積

1mol真實(shí)氣體的自由空間＝(Vm－b)

b：1mol分子由于自身所占體積的修正項(xiàng)，

氣體分子本身體積的4倍

將修正后的壓力和體積項(xiàng)引入理想氣體狀態(tài)方程：

范德華方程式中：a,b

范德華常數(shù)，見(jiàn)附表16第一章總結(jié)一、理想狀態(tài)方程

pV=nRT=(m/M)RT及

pVm=RT,p=ρRT/M二、混合理想氣體

pV=nRT=(nB)RT及pV=(m/Mmix)RT

17三、道爾頓分壓定律四、阿馬加定律18五、范德華方程19例:P19X1-12一密閉剛性容器中充滿了空氣，并有少量水。當(dāng)容器于300K條件下達(dá)平衡時(shí)，容器內(nèi)壓力為101.325kPa。若把該容器移至373.15K的沸水中，試求容器中達(dá)到新的平衡時(shí)應(yīng)有的壓力。設(shè)容器中始終有水，且水的體積變化可忽略。300K時(shí)水的飽和蒸氣壓為3.567kPa。20謝謝！21分析：p1=101.325kPa300K373.15Kp2