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00-7-22 §1-4 临界状态与对应状态原理 实际气体分子间存在吸引力 任何气体在一定温度压力下都会液化 理想气体不可能液化 气体的液化一般需要降温和加压 降温可减小分子热运动产生的离散倾向 加压可以缩小分子间距从而增大分子间引力 气体的液化有个温度界限： 液氮的沸点 是－196 ℃ 一、饱和蒸汽压与临界状态 临界温度Tc: 气体加压液化所允许的最高温度. 临界压力pc: 气体在临界温度下液化所需要的最小压力. 临界体积Vc: 物质在临界温度, 临界压力下的摩尔体积. Tc, pc, Vc总称为气体的临界参数, 是物质的一种特性参数. §1-4 临界状态 §1-4 临界状态与对应状态原理 一、饱和蒸汽压与临界状态 Tc, pc, Vc总称为气体的 临界参数, 是物质的一种特性参数. 临界温度Tc: 气体加压液化所允许的最高温度. 临界压力pc: 气体在临界温度下液化所需要的最小压力. 临界体积Vc: 物质在临界温度, 临界压力下的摩尔体积. 实际气体的液化过程与临界状态, 可从实验绘制的等温 p - Vm图上表现出来. 0.0940 7.375 31 CO2 0.0563 22.05 374 H2O 0.0895 3.39 - 147 N2 0.0573 0.227 - 268 He Vc / dm3·mol-1 pc / MPa Tc / ℃ 一、蒸汽压与临界状态 Vm p 实际气体的 p – Vm 等温线 1. T Tc的等温线 T4 T5 T Tc时气体不能液化, 等温线表示气体状态的 pVT 变化. 等温线较光滑, 没有斜率的突变点. 与同温下的理想气体的pVm = RT 双曲线对照, 可反映实际气体偏离理想行为的程度. §1-4 临界状态与对应状态原理 一、饱和蒸汽压与临界状态 1. T Tc的等温线 Vm p g1 l1 T1 T4 T5 1. T Tc的等温线 §1-4 临界状态与对应状态原理 一、饱和蒸汽压与临界状态 2. T Tc的等温线 无突变点 ps Vm(l) Vm(g) T 2. T Tc的等温线 Vm p 1. T Tc的等温线 g1 l1 T1 g2 l2 T2 g3 l3 T3 T4 T5 Tc C §1-4 临界状态与对应状态原理 一、饱和蒸汽压与临界状态 2. T Tc的等温线 水平线 对应的是气液两相平衡状态; 低压红线 对应气态; 高压蓝线 对应液态. 三个特征 无突变点 饱和. 饱和蒸气与饱和液体 饱和蒸气压 蒸气压. 等温线上均有一水平段, 此时压力不变, 而系统体积变化. 水平段的压力随温度升高而增大, 同时水平段长度缩短. 温度为临界温度时, 水平线缩至一点C. C点坐标为Tc, pc, Vc, 称作临界点. ps1 Vm(l) Vm(g) ps2 ps3 临界点 Vm p 1. T Tc的等温线 g1 l1 T1 g2 l2 T2 g3 l3 T3 T4 T5 Tc C §1-4 临界状态与对应状态原理 一、饱和蒸汽压与临界状态 2. T Tc的等温线 三个特征 无突变点 3. T = Tc的等温线及临界点 Vc pc 临界点C处的坐标是Tc, pc, Vc. Vc (l)= Vc (g), 气液之间没有区别. C点是一个水平拐点, 其数学特征是此点的一阶和二阶导数都为零. 饱和曲线：连结各温度下的饱和蒸气和液体的状态点成两条曲线. 在饱和曲线之内的状态点均对应于气液两相平衡状态. Vm(l) Vm(g) 3. T = Tc的等温线 一、饱和蒸汽压与临界状态 CO2 超临界液体萃取 体积质量大448 kg· m-3 溶解能力强，易调节溶解性能 Tc低，适用热敏性和化学不稳定性的天然产物 (Tc =31 ℃) CO2 便宜、无毒、惰性、易分离 压力适中，易实现工业化 (pc =7.38MPa= 72.8atm) 超临界流体萃取 高新技术 本周作业： p.22 1-11,12两题 超临界液体萃取 1. 对应状态原理 以临界参数为基准 定义 对比压力 pr= p / pc 对比摩尔体积 Vr = Vm / Vc 对比温度 Tr = T / Tc pr, Vr, Tr 不仅描述了气体所处状态, 也显示了该状态离开气液无差别状态的程度. 实验表明, 这三个参数之间存在一