第一章_气体.ppt

物 理 化 学 第一章 气体的pVT性质 基本要求： 1. 理解和会用理想气体状态方程（包括 混合物） 2. 理解范德华方程 3. 理解饱和蒸气压、临界状态、临界参数、 对比参数的概念 4. 理解对应状态原理 §1.2 理想气体混合物 一、 混合物组成的表示法 二、气体定律 1. 道尔顿定律和分压力 2. 阿马加定律和分体积 §1.4 真实气体的状态方程 范德华方程； 压缩因子及真实气体状态方程； 维里方程及其它经验方程。 范德华方程的意义： 提供了一种真实气体的简化模型，进行了真实气体与理想气体差别的理论分析； 建立了真实气体的经验方程，解决了中压范围内气体的pVT关系问题； 提出了修正理想气体方程的思想和方法，为以后建立更精确的真实气体状态方程奠定了基础。 对p、V 的修正不够完善，实际过程a、b参数与温度有关。 范德华常数与临界参数的关系 （二）压缩因子及真实气体状态方程 2. 对应状态原理 定义对比参数（ pr , Vr , Tr ）： 3. 普遍化压缩因子图 把对比参数、临界参数引入压缩因子定义式，得： 压缩因子图的应用 所研究的实际气体 pVT 及 pcVcTc已知： （三）真实气体的其它重要方程式 1. 维里方程 1901年，Kammerlingh-Onnes，纯经验方程 2. R-K方程 适用于非极性气体。 第二维里系数 第三维里系数 第四维里系数 双分子间相互作用 3. 贝塞罗方程 4. B-W-R方程 提出“理想气体”模型的意义 理想气体分子本身不占有体积、分子之间无相互作用力，是真实气体在压力趋近于零时的极限情况，是一种理想化的模型； 2. 低压条件下的气体可以近似为理想气体，可用理想气体状态方程来研究其规律； 3. 建立理想气体模型可以使研究问题简化，对理想气体状态方程进行适当修正，可用于研究真实气体的规律。例如范德华方程、压缩因子； 4. 范德华方程从理想气体模型出发，分别对压力和体积进行修正；压缩因子Z=(pV)实际/(pV)理想，描述了真实气体对理想气体的偏差程度。 * 上册 第一章 气体的pVT关系 第二章 热力学第一定律 第三章 热力学第二定律 第四章 多组分热力学 第五章 化学平衡 第六章 相平衡 下册 第七章 电化学 第八章 量子力学基础 第九章 统计热力学初步 第十章 界面现象 第十一章 化学动力学 第十二章 胶体化学 第一章 气体 物质的聚集状态 气体 液体 固体 V 受 T、p 的影响很大相同体积下所含物质的量受T 和p 影响 V 受 T、p的影响较小 联系 p、V、T 之间关系的方程称为状态方程 有的还列有等离子体、超临界流体 §1.1 理想气体状态方程 1. 理想气体状态方程 低压气体定律： （1）玻义尔定律(R.Boyle,1662): pV ＝ 常数 （n,T 一定） （2）盖.吕萨克定律(J. Gay-Lussac,1808)： V / T ＝ 常数 (n, p 一定) （3）阿伏加德罗定律（A. Avogadro, 1811) V / n ＝ 常数 (T, p 一定) 以上三式结合 理想气体状态方程 pV = nRT R ? 摩尔气体常数 R ＝ 8.314510 J ? mol-1 ? K-1 理想气体状态方程也可表示为： pVm=RT pV = (m/M)RT 以此可相互计算 p, V, T, n, m, M, ? (= m/ V ) 2. 摩尔气体常数 R 例：测300K时，N2、He、CH4 的pVm ~ p 关系，作图 p?0时： pVm=2494.35 J?mol R=pVm/T=8.3145 J?mol?K-1 在压力趋于0的极限条件下，各种气体的行为均服从pVm = RT 的定量关系， R 是一个对各种气体都适用的常数 p / MPa pVm/ J·mol-1 N2 He CH4 3. 理想气体的定义和模型 服从 pV=nRT 的气体为理想气体 或服从理想气体模型的气体为理想气体 （低压气体）p?0 ? 理想气体 （1）理想气体定义： （2） 理想气体模型 a) 分子间无相互作用力 b) 分子本身不占体积 （3）分子间力 Lennard-Jones 方程 r E 0 xB (或 yB) def nB / ?nB wB def mB / ? mB ?B def xB V *m,B / ? xB V *m,B Mmix def ? yB MB