绪论及第一章 气体的pVT性质重点.ppt

Gas 当气体分子间有相互吸引力时，实际气体压力比理想气体更小。（气体分子对容器器壁的撞击程度更小） 体积Vm将多的部分减去 当气体分子有体积时，实际体积比理想气体更大。 压力p将小的部分加上 pV = nRT pVm = RT Gas 2. 范德华方程 （１）引出两个常数a和b－范德华常数 ａ和ｂ可在手册上查，甲气体的ａ值比乙气体大，说明甲气体间分子引力比乙气体大；甲气体的ｂ值比乙气体大，则说明甲气体的分子体积比乙气体大。 　　　 　 ａ的物理意义：分子间吸引力大小的量度 b 的物理意义：分子体积大小的量度 Gas （2）范德华方程的缺陷： 少数气体低压下也无法遵守 修正参数有限，精度不高 压力越高精度越差 Gas 1.5 对比状态原理及普遍化压缩因子图 问题提出： 对于实际气体，能否找到一个普适性最高的pVT方程？ 答： 用压缩因子图来计算实际气体 气体(p, V, T)计算方法 理想气体状态方程 实际气体状态方程 压缩因子图 范德华方程 pV = nRT pVm = RT Gas CO2的PV图 每一个气体都有一个临界温度Tc ，在Tc以上不管压力多大，气体都不可能液化。在Tc时足以液化气体的压力称为临界压力pc。在pc， Tc时气体的体积称为临界体积Vc 。处于Tc ， pc ， Vc 时的气体状态称为临界点。 一、临界参数和临界点 Gas 临界参数 临界温度TC 利用加压手段使气体液化的最高温度 临界压力pC 在临界温度时使气体液化所需的最小压力 临界体积Vm,C 在临界温度和临界压力时气体的摩尔体积 临界参数的定义： 特点：是物性参数 不易测量 Gas 二、 对比状态原理 对比参数的定义： pr ? 对比压力 Vr ? 对比体积 Tr ? 对比温度 对比参数，只有值，无单位 对比参数反映了气体所处状态与临界点偏离程度 当三个参数等于1，说明处于临界点。对比参数比1差越大，说明离临界点越远 1. 对比参数 Gas 2. 范德华对比方程 1881年，将范德华方程应用于临界点并进行纯数学处理，得到： 代入原方程并整理： 范德华对比方程 启示：不同气体的对比参数间均满足同一个方程。(两独立变量!) 如果两不同气体的两对比参数相同，那么它们的第三个对比参数也相同 Gas 3. 对比状态原理 实际气体在两个对比参数（压力、体积、温度）相同时，它们的第三个对比参数几乎具有相同的值。这时称这些气体处于相同的对比状态。 研究处于相同对比状态的物质的物理性质，发现的一条重要规律！ 处于相同对比状态的各种气体（及至液体），具有相近的物理性质。（如黏度，摩尔热容，膨胀系数，压缩系数等） 意义： 将常用的物质性质的方程转化为对比参数的方程，使方程具有广泛的适用性 Gas 三、压缩因子 ?压缩因子的定义为： Z的单位为1 Z的意义：Z与1的差值代表着气体对理想气体的偏差程度，理想气体Z = 1。 引入校正因子Z(压缩因子)来修正理想气体状态方程描述实际气体的 pVT 性质： pV = ZnRT 或 pVm = ZRT 1. 压缩因子的定义 Z 1 ： 比理想气体易压缩 Z 1 ： 比理想气体难压缩 真实气体 Gas 2. 压缩因子Z的计算 Z不是特性函数，是一个变化量，随气体的状态而改变，手册查不到！ 将对比参数引入压缩因子，有： 使气体处于临界点时的压缩因子 ━ 邻界压缩因子Zc 气体的压缩因子是邻界压缩因子Zc和对比状态的函数 Gas 三元函数如何求？ Zc如何求? 若满足范氏方程， 则 即 实验表明 O2 N2 CO CH4 CF4 Ar Ne 0.29 0.29 0.30 0.29 0.28 0.29 0.31 （二元函数） Gas 四、普遍化压缩因子图 处于相同对比状态的各种气体，不仅具有相近的物性，而且具有相近的压缩因子。 在不同温度下，以Z对对比压力作图 双参数普遍化压缩因子图 （图中每一条线为等对比温度线） Gas 任何Tr，pr? 0，Z?1（理想气体）； Tr 较小时， pr?，Z先?，后?， 反映出气体低压易压缩，高压难压缩 Tr 较大时，Z ?1 Gas 压缩因子图的应用 （1）已知 T、p , 求 Z 和 Vm T , p 求 Vm Tr , pr Z 1 2 3 查图 计算(pVm=ZRT) （2）已