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§1 气体的pVT性质 1．研究气体的重要性 (2) 液、固体分子间作用力较大，研究较复杂，甚至无法研究。人们常利用气体的一些性质，并加以修正，可处理液、固体行为，所得结果能令人满意。 2．为何要研究气体PVT行为 §1.1 理想气体状态方程 PV = nRT方程可在无任何理论指导下, 由 波义耳定律 PV = 常数 2．摩尔气体常数R 事实上，PV = nRT 、 PVm = RT只近似反映实际气体在低压下的形为 可知同一气体在不同的条件下偏离PVm = RT程度也不同。从图中可看出：压力越低，气体的PVT行为越接近于PVm = RT。 3．理想气体的定义及微观模型 (1)PV=nRT所反映的气体PVT行为称理想气体行为。 根据理想气体定义，理想气体必须具有以下两个特征 ： 1) 气体分子是无体积的质点 2) 分子间无作用力 4．理想气体状态方程的应用 (1)? PV = nRT方程关联了四个物理量，知其中三个，可求第四个。 (3) 因 n = m / M ? (4)? PV = nRT 只能近似描述实际低压气体的形为，否则需校正。 5. 研究理想气体的意义 实际应用：在计算要求不高或低压时工程近似计算。 理论意义：是简单、抽象、最有代表性的科学模型。 对真实气体，当p→0时，都可采用理想气体状态方程来描述。 由易到难，从简单到复杂的研究方法。 §1.2 理想气体混合物 1.? 混合物的组成 3.? 道尔顿定律 2) 道尔顿分压定律 混合气体的总压是各组分分压力之和。 4．阿马格分体积定律 1) 分体积 例：干燥空气的体积分数为N2：79%、O2：21%，试问在25℃、101325Pa下，空气相对湿度为60%，此湿空气的密度为多少？已知25℃下，水蒸汽的饱和蒸汽压为3167.74Pa。 §1.3 气体的液化与临界现象 1．饱和蒸气压 温度T升高↑，则p*增大↑的原因： 温度T升高↑ 蒸发速率增大 对应于较高的平衡时的凝结速率和蒸发速率 蒸汽中分子数密度较大 p*增大↑ 2．临界参数 3．真实气体P--Vm图及气体的液化 图中等温线可以分为三种情况 （3）TTc：①各温度下的等温线都出现一个水平段，代表气－液平衡动态过程。②各水平段对应的压力随温度升高而增大，水平段的长度却缩短，反映了饱和蒸气压随温度升高而增大的性质。 ③当温度升高到Tc时水平段汇聚成一点C。C点即为临界点。 Why？ T ↑ Vm(g) Vm(l) ↑ 物质具有热膨胀性 温度T升高↑，则Vm(l)略有增大↑ 同时，温度T升高↑ 分子间热运动强度增大 需要更大的分子间相互吸引力才能使气体液化 分子间距变小 饱和蒸汽的摩尔体积Vm(g)减少 工程上的重要应用：超临界流体和超临界萃取技术 1．分子间力 2．范德华方程 (1) 压力修正 吸引力的存在，减弱了分子碰撞器壁时对器壁施加的力。 (2)体积修正 b为另一范氏常数，恒为正值，其大小与气体性质决定。 (3)范氏方程 3) 是一种实际气体PVT行为的数学模型，而实际情况远比范德华所考虑情况复杂多。 5) 当P→0， Vm→∞，范氏方程又还原成理想气体方程。 式中B、C、D等均与实际气体性质有关的常数。一般情况下，更高级的修正项可忽略。 可推导出临界参数与范德华常数的关系(P20-21) 。 对范氏气体，在临界点时有 : 人们根据这一启示，提出了对应状态原理。再根据对应状态原理，提出了一个普遍化的解决实际气体PVT状态的方法---压缩因子图。 §1.5 对应状态原理与普遍化压缩因子图 1．压缩因子Z 2) 对Z分析 A．对理想气体 Z ≡1 对比压力 Pr =P/Pc  对比温度 Tr =T/Tc 对比体积 Vr =V/Vc 如各气体Pr和Tr相同，称它们所处对应状态。 3．对应状态原理 (1)对压缩因子图分析： 3) Pr?0即P?0，因气体均服从理想气体状态方程，故Z?1。 (2) 压缩因子图应用 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.