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第一章 气体的pVT关系 理想气体状态方程 §1 .1 理想气体状态方程 在这个方程中，对于1mol的气体，恒量为R，而n(mol)的气体，恒量为nR，R 称为摩尔气体常数。 §1 .2 理想气体混合物的pVT关系 §1 .3 气体的液化及临界参数 §1 .4 真实气体的状态方程 * * 物 理 化 学 第一章 气体的pVT关系 理想气体混合物 气体的液化及临界参数 真实气体状态方程 对应状态原理及普遍化压缩因子图 (1)波义尔(Boyle R)定律： pV= c (n and T=c’) 1.理想气体状态方程(equation of state ) (2)盖-吕萨克(Gay J-Lussac )定律: V/T = c (n, p=c’) (3)阿伏加德罗(Avogadro A)定律： V/n = c (p,T=c’) 理想气体状态方程 （Clapeyron equation）：pV=nRT p-Pa, V-m3, n-mol，T-K，R-摩尔气体常数 R=8.314 510 Pa.m3.mol-1.K-1 =8.314 510 J.mol-1.K-1 理想气体状态方程的其它表达形式： pVm=RT pV=(m/M)RT n=1 n=m/M 19世纪中叶，法国科学家克拉珀龙（Clapeyron）综合波义耳定律和查理-盖吕萨克定律，阿伏加德罗定理： 把描述气体状态的3个参数：p、 V、T 归于一个方程式，表述为：一定量气体，体积和压力的乘积与热力学温度成正比。 Emile Clapeyron 经过Horstmam和门捷列夫等人的支持和提倡，19世纪末，人们开始普遍地使用现行的理想气体状态方程： pV = nRT 2.理想气体模型(model) (1)分子间力 -兰纳德-琼斯理论(Lennard-Jones theory) (2) 理想气体模型 ①分子之间无相互作用力，E = 0 ②分子本身不占有体积 实际气体p几千Kpa →满足工程需要 pV=nRT (3) 实际气体 Lennard-Jones 英国科学家 Sir John Edward Lennard-Jones(1894-1954): 先后作为英国Bristol(布里斯托尔）)大学的理论物理学家和Cambridge（剑桥）大学的理论科学家，是当代计算化学的创始人。他的关于分子结构、化合价、分子间相互作用的研究成果享誉科学界。 3.摩尔气体常数R R=8.314 510 是通过实验测定得到 R=lim(pVm)T/T p→0 =8.3145 J.mol-1.K-1 (1) 在p→0，R是一个对各种气体都适用的常数 (2)在p→0，pV=nRT 可适用于各种气体 结论： 1.气体混合物组成的表示 (1)摩尔分数表示( y) (2)质量分数表示(w) (3)体积分数表示(φ) def def def 2. 理想气体混合物的状态方程： pV=nRT=(∑nB)RT B pV=nRT=(m/Mmix)RT Mmix= def ∑yBMB m=∑mB=∑nBMB=∑nyBMB=n∑yBMB=nMmix Mmix=∑mB/∑nB 3.道尔顿(Dalton)分压定律 pB=yBp def ∑yB=1 p = ∑pB 适用于所有 混合气体 (1) 分压定律 Statue of Dalton in the Manchester Town Hall John Dalton 他的原子理论（Atomic Theory）、倍数比率定律(Law of Multiple Proportions)、分压定律（Dalton’s Law of Partial Pressure）、先天性红绿色盲(Daltonism)研究享誉学术界。 John Dalton （1766-1844）： 英国化学家，气象学家和物理学家。 (2)理想气体混合物的分压 pV=(∑nB)RT yB= nB/∑nB pB=yBp pB=nBRT/V 理想气体混合物中组分B的分压等于该组分单独存在于混合气体的T和V条件下时的压力 例： 有300K、104.365kPa湿烃混合气体（含水蒸气的烃混合气）， 水蒸气的分压为3.167kPa。欲得到除去水蒸气的1kmol干烃混合气，求： 1.应从湿烃混合气中除去水蒸气的物质的量； 2.所需湿烃混合气的初始体积。 解： 1.设湿烃混合气中烃类(A)的分压为pA、水蒸气(B)的pB. pB=3.167kPa, pA=p-pB=101.198kP