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第一章 气体 §1-1 理想气体状态方程 §1-2 气体混合物 §1-3 气体分子动理论 §1-4 真实气体 §1-1 气体 1.1.1 理想气体状态方程 1.1.2 理想气体状态方程的应用 理想气体： 分子之间没有相互吸引和排斥，分子本身的体积相对于气体所占体积可以忽略（具有质量的几何点）。 实际气体在低压(＜101.325kPa)和高温(＞0℃)的条件下，接近理想气体。 1.1.1理想气体状态方程 等压变化(盖·吕萨克定律）: 恒压条件下，气体的体积与其温度成正比。V∝T 等温变化（玻意耳定律）： 恒温条件下，气体的体积与压强成反比。 PV = C 由此：一定量气体P，V，T之间有如下关系 PV/T = C 1.1.1理想气体状态方程 阿佛加得罗定律： 相同温度和压力下，相同体积的不同气体均含有相同数目的分子。 标准条件(standard condition,或标准状况） 101.325kPa和273.15K（即0℃）--STP 标准条件下1mol气体: 粒子数NA=6.02×1023mol-1 体积 Vm=22.4141×10-3m3 P∝Fu F∝mv u∝v N/V P∝mv2(N/V) 其中v是具有统计平均意义的方均根速度v rms,同时考虑碰撞的方向因素, PV=Nmv2/3 与理想气体状态方程对比: Nmv2/3=nRT NAmv2/3=RT Mv2/3=RT 气体分子的速度分布 理想气体状态方程 PV=nRT 在STP下，P=101325Pa, T=273.15K n=1.0mol时, Vm=22.414×10-3m3 R=8.314Pa?m3?K-1?mol-1 另一单位制：atm,L,mol,K R=0.08206 atm·L?K-1?mol-1 单位换算1atm=101.325kPa=760mmHg 1ml=1cm3=10-3L=10-3dm3=10-6m3 1m=102cm=103mm=106um=109nm=1012pm n=m/M ρ=m/V C=n/V 1.1.2 理想气体状态方程的应用 推导出气体密度ρ与P，V，T之间的关系。(设气体质量为m,摩尔质量为M） ρ=m/V, n=m/M 代入PV=nRT 注意单位的使用,R用8.314时,P,V,T,n均为国际单位,也可以P以kPa,V以L做单位,此时考虑n=m/M PV=mRT/M PM= ρRT(密度的单位是 g/L) 1.解：依据 PV=nRT,由题意知，P、V恒定， 容器内物质的量减小为原来的四分之三. n1RT1 =n2RT2 n1/n2=T2/T1 4/3= T2/288 T2=384K 例1.一敞口烧瓶中盛有空气，欲使其量减少四分之一，需把温度从288K提高到多少？ (1)解：依据 PV=nRT, 15.2×106×50×10-3=n×8.314×298 n=307 mol m=307×28= 8589 g (2)解:置换5次后,钢瓶压力降低为13.8MPa, 此时钢瓶内的气体物质的量 n’= 278.5 mol 即排出的N2=28.5 mol 每次排出的气体体积由PV=nRT得到. 例2.Page4 例3.Page5 气体或易蒸发液体的密度与摩尔质量之间的关系. 组分气体：理想气体混合物中每一种气体叫做组分气体。 各组分气体的相对含量可用分体积Vi、分压Pi或摩尔分数xi等表示。 1.2.1分压定律 气体的最基本特征：可压缩性和扩散性 §1-2 气体混合物 ⑴ 分体积、体积分数、摩尔分数（补充） 分体积：指相同温度下，组分气体具有和混合气体相同压力时所占体积。 O2 N2 O2+N2 + V1、P、T V2、P、T V1+V2、P、T 混合气体总体积V总=各组分气体的分体积Vi之和 V总=V1+V2+V3+V4······Vi