物理化學(xué)課件(天大第五版)-真實(shí)氣體

最新物理化學(xué)課件(天大第五版)-真實(shí)氣體2023REPORTING真實(shí)氣體的基本概念真實(shí)氣體的熱力學(xué)性質(zhì)真實(shí)氣體的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)真實(shí)氣體的擴(kuò)散現(xiàn)象真實(shí)氣體的表面現(xiàn)象真實(shí)氣體在相變過(guò)程中的特性目錄CATALOGUE2023PART01真實(shí)氣體的基本概念2023REPORTING0102真實(shí)氣體的定義真實(shí)氣體在一定條件下可以近似為理想氣體，但其分子間相互作用力和分子本身體積不可忽略。真實(shí)氣體是指實(shí)際存在的氣體，其分子間存在相互作用力，與理想氣體有所不同。真實(shí)氣體與理想氣體的區(qū)別理想氣體假設(shè)分子間無(wú)相互作用力，真實(shí)氣體則存在分子間相互作用力。理想氣體假設(shè)分子本身體積可忽略不計(jì)，真實(shí)氣體則不能忽略分子本身體積對(duì)氣體的影響。真實(shí)氣體的狀態(tài)方程是描述氣體狀態(tài)變量之間關(guān)系的方程，通常形式為PV=nRT，其中P表示壓強(qiáng)，V表示體積，n表示摩爾數(shù)，R表示氣體常數(shù)，T表示溫度。真實(shí)氣體的狀態(tài)方程與理想氣體的狀態(tài)方程有所不同，需要考慮分子間相互作用力和分子本身體積的影響。真實(shí)氣體的狀態(tài)方程PART02真實(shí)氣體的熱力學(xué)性質(zhì)2023REPORTING總結(jié)詞真實(shí)氣體的內(nèi)能是指氣體內(nèi)部所有分子動(dòng)能和勢(shì)能的總和，與溫度、體積和物質(zhì)的量有關(guān)。詳細(xì)描述真實(shí)氣體的內(nèi)能是氣體熱力學(xué)狀態(tài)的重要參數(shù)之一，它反映了氣體內(nèi)部微觀粒子所具有的能量。根據(jù)熱力學(xué)的知識(shí)，真實(shí)氣體的內(nèi)能與溫度、體積和物質(zhì)的量有關(guān)。當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能增大，導(dǎo)致內(nèi)能增加；而當(dāng)體積增大時(shí)，分子間的平均距離增大，勢(shì)能增大，也會(huì)導(dǎo)致內(nèi)能增加。物質(zhì)的量越大，氣體的內(nèi)能也越大。因此，在等溫、等壓條件下，真實(shí)氣體的內(nèi)能隨物質(zhì)的量增加而增加。真實(shí)氣體的內(nèi)能真實(shí)氣體的熵熵是描述氣體混亂度的物理量，表示氣體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)序程度。在等溫、等壓條件下，氣體的熵隨物質(zhì)的量增加而增加。總結(jié)詞熵是熱力學(xué)中用于描述系統(tǒng)混亂度的物理量，它表示系統(tǒng)內(nèi)部微觀粒子運(yùn)動(dòng)的無(wú)序程度。對(duì)于真實(shí)氣體，熵的大小反映了氣體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)序程度。在等溫、等壓條件下，隨著氣體物質(zhì)的量增加，氣體分子之間的相互作用和相互碰撞更加頻繁，導(dǎo)致分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)序程度增加，因此氣體的熵也隨物質(zhì)的量增加而增加。詳細(xì)描述焓是描述氣體能量的物理量，包括分子動(dòng)能和勢(shì)能兩部分。在等溫、等壓條件下，氣體的焓隨物質(zhì)的量增加而增加?？偨Y(jié)詞焓是熱力學(xué)中用于描述系統(tǒng)能量的物理量，對(duì)于真實(shí)氣體，焓包括氣體內(nèi)部所有分子動(dòng)能和勢(shì)能的總和。在等溫、等壓條件下，隨著氣體物質(zhì)的量增加，氣體分子的平均動(dòng)能和勢(shì)能均增大，因此氣體的焓也隨物質(zhì)的量增加而增加。了解真實(shí)氣體的熱力學(xué)性質(zhì)對(duì)于研究其相變和化學(xué)反應(yīng)等過(guò)程具有重要意義。詳細(xì)描述真實(shí)氣體的焓PART03真實(shí)氣體的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)2023REPORTING分子運(yùn)動(dòng)論是研究氣體分子運(yùn)動(dòng)的學(xué)說(shuō)，它認(rèn)為氣體由大量分子組成，這些分子在不停地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)。分子運(yùn)動(dòng)論氣體分子的大小通常以平均自由程來(lái)衡量，平均自由程是指一個(gè)分子在連續(xù)兩次碰撞之間所走的平均距離。分子大小氣體分子的速度分布遵循麥克斯韋分布，即大多數(shù)分子的速度都很小，高速運(yùn)動(dòng)的分子所占比例較小。分子速度分子運(yùn)動(dòng)論的基本概念

氣體分子的平均速率平均速率氣體分子的平均速率是指氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)所走的平均距離，它與溫度有關(guān)，溫度越高，分子的平均速率越大。速率分布?xì)怏w分子的速率分布可以用速率分布函數(shù)來(lái)表示，該函數(shù)描述了不同速率下的分子所占的比例。碰撞頻率氣體分子的碰撞頻率是指單位時(shí)間內(nèi)分子之間的碰撞次數(shù)，它與分子的大小、速度和氣體壓強(qiáng)有關(guān)。彈性碰撞和非彈性碰撞01氣體分子之間的碰撞可以分為彈性碰撞和非彈性碰撞，彈性碰撞只改變分子的速度方向，而不改變其大?。环菑椥耘鲎矂t可能使分子速度減小甚至停止。碰撞參數(shù)02描述氣體分子碰撞頻率的參數(shù)有碰撞截面和碰撞頻率常數(shù)，碰撞截面是指兩個(gè)分子發(fā)生碰撞時(shí)所占據(jù)的幾何空間大小，而碰撞頻率常數(shù)則與分子速度和溫度有關(guān)。氣體壓強(qiáng)03氣體壓強(qiáng)是氣體分子碰撞的宏觀表現(xiàn)，它與氣體分子的密度、溫度和碰撞頻率有關(guān)，可以用理想氣體狀態(tài)方程和氣體動(dòng)理論來(lái)描述。氣體分子的碰撞頻率PART04真實(shí)氣體的擴(kuò)散現(xiàn)象2023REPORTING物質(zhì)在自身濃度梯度下，由高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域的遷移現(xiàn)象。自擴(kuò)散互擴(kuò)散熱擴(kuò)散兩種不同物質(zhì)在各自濃度梯度下，由高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域的遷移現(xiàn)象。由于溫度梯度引起的物質(zhì)遷移現(xiàn)象。030201擴(kuò)散現(xiàn)象的分類擴(kuò)散系數(shù)是描述物質(zhì)在介質(zhì)中擴(kuò)散能力的物理量，其大小取決于物質(zhì)的性質(zhì)、溫度、壓力和介質(zhì)等因素。擴(kuò)散系數(shù)可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，是物質(zhì)的重要物性參數(shù)之一。擴(kuò)散系數(shù)與物質(zhì)的分子量、分子尺寸、分子間的相互作用力等因素有關(guān)。擴(kuò)散系數(shù)溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，擴(kuò)散系數(shù)增大。溫度壓力增大，分子間碰撞頻率增加，有利于擴(kuò)散，擴(kuò)散系數(shù)增大。壓力介質(zhì)的粘度、分子間作用力等性質(zhì)對(duì)擴(kuò)散系數(shù)有影響。粘度大或分子間作用力大的介質(zhì)，擴(kuò)散系數(shù)較小。介質(zhì)性質(zhì)濃度差是擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力，濃度梯度越大，擴(kuò)散越快，擴(kuò)散系數(shù)越大。濃度影響擴(kuò)散系數(shù)的因素PART05真實(shí)氣體的表面現(xiàn)象2023REPORTING表面張力產(chǎn)生的原因液體表面層分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的引力大于斥力，從而形成表面張力。表面張力的單位表面張力通常以牛頓為單位，也可以用達(dá)因、達(dá)因-秒等單位表示。表面張力液體表面層由于分子引力不均衡而產(chǎn)生的沿表面作用于任一界線上的張力。表面張力的概念溫度升高，表面張力降低；溫度降低，表面張力增大。溫度不同物質(zhì)具有不同的表面張力，例如水、油、酒精等具有不同的表面張力。物質(zhì)種類氣體壓力增大，表面張力減??；氣體壓力減小，表面張力增大。氣體壓力表面張力的影響因素表面活性劑的作用表面活性劑能夠降低液體的表面張力，使其更容易潤(rùn)濕和鋪展。當(dāng)表面活性劑濃度達(dá)到一定值時(shí)，會(huì)在液體表面形成膠束，增加表面的黏附力。表面活性劑可以將一種液體均勻地分散在另一種液體中，形成乳狀液。在某些情況下，表面活性劑可以促進(jìn)氣泡的形成或消除已存在的氣泡。降低表面張力形成膠束乳化作用起泡和消泡作用PART06真實(shí)氣體在相變過(guò)程中的特性2023REPORTING相變點(diǎn)物質(zhì)發(fā)生相變的溫度和壓力點(diǎn)，如水的冰點(diǎn)為0°C和1個(gè)大氣壓。相變過(guò)程物質(zhì)從一種相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N相態(tài)的過(guò)程，如氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)或固態(tài)，液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)或氣態(tài)，固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)或氣態(tài)。相平衡在一定的溫度和壓力下，物質(zhì)的不同相態(tài)可以共存，形成一個(gè)平衡狀態(tài)。相變過(guò)程的概念在相變過(guò)程中，物質(zhì)吸收或釋放熱量時(shí)溫度的變化，表示物質(zhì)熱穩(wěn)定性的變化。熱容物質(zhì)在相變過(guò)程中熵的變化，表示物質(zhì)內(nèi)部無(wú)序度的變化。