[理学]物理化学 第一章.ppt

第一章 气体的PVT关系 物质的三态 (理论上有六态——气、液、固、等离子、中子态、超固态) ?一、宏观性质 一般有气、液、固三种聚集状态。 无论物质处于哪一种聚集状态，都有许多宏观性质，如压力P(pressure)、体积V(volume)、温度T(femperature)、密度ρ、内能U等等。在众多的宏观性质中P、V、T三者是物理意义非常明确，又易于直接测定的基本性质，称宏观可测量。因此，PVT性质的研究就成为其它宏观性质研究的基础。 二、状态方程(The state eguation) 当物质的量n确定以后，其PVT性质之间存在一定的联系，可用一个函数关系表达 第一章 气体的PVT关系 §1.1 理想气体的状态方程 §1.1 理想气体的状态方程 §1.1 理想气体的状态方程 §1.2 理想气体混合物 §1.3 气体的液化及临界参数 §1.4 真实气体的状态方程 1.范德华方程 二、维里方程 §1.5 对应状态原理及普遍化压缩因子 §1.5 对应状态原理及普遍化压缩因子 §1.5 对应状态原理及普遍化压缩因子 上一内容 下一内容 回主目录 返回 * 它也可表示为包含n在内的四各变量的关系式 §1.1 理想气体的状态方程 §1.2 理想气体混合物 §1.3 气体的液化及临界参数 pV=nRT {R}= 8.314 1.理想气体的状态方程 1.理想气体的状态方程 也可以写为 pVm=RT 因为 Vm=V/n 例：计算25℃，101325Pa时空气的密度。（空气的分子量为29） 解： 真实气体微观模型：分子间有相互作用，分子本身有体积。 2.理想气体的模型 不可无限压缩 理想气体微观模型：分子间无相互作用，分子本身无体积。 × × × × × × × × × 可无限压缩 × × × × 理想气体的状态方程是理想气体的宏观外在表现 理想气体的微观模型反映了理想气体的微观内在本质 理想气体是真实气体在 p→ 0 情况下的极限状态。 真实气体并不严格符合理想气体状态方程，也就是说真实气体在方程 pV=nRT 中的R不为常数。 真实气体只在温度不太低、压力不太高的情况下近似符合理想气体状态方程。 1.混合物组成表示： 用物质量的分数表示: (x表示气体，y表示液体） 对于物质B 显然 量纲为1 量纲为1 用质量分数表示: 用体积分数表示: 量纲为1 显然 2.理气状态方程对理气混合物的应用 Mmix混合物的摩尔质量 3.道尔顿分压定律 pB = yB p = (nB/n)p = (nB/n) nRT/V 所以 pB=nBRT/V 理想气体混合物中某一组分的分压力等于这个组分以同混合物相同的温度和体积单独存在时的压力。 4.阿马加定律（分体积定律） 理想气体混合物的总体积等于 等于各个组分以同混合物相同的温度和压力单独存在时的分体积之和。 例. 空气中氧气的体积分数为0.29，求101.325kPa、25℃时的1m3空气中氧气的摩尔分数、分压力、分体积，并求若想得到1摩尔纯氧气，至少需多少体积的空气。（将空气近似看成理想气体） 解： 1. 液体的饱和蒸气压 液体蒸发的速度和气体凝结的速度相等时的蒸气压力。 P＞P饱和 P＜P饱和 P＝P饱和 液体的饱和蒸气压同温度有关，温度不同，饱和蒸气压不同。 当液体的饱和蒸气压同外界压力相等,液体即发生沸腾，此时的温度即为沸点。 当外界压力为101325Pa时的沸点称为正常沸点。 2.临界参数 能够使气体液化的最高温度称为此气体的临界温度。用TC或 tC表示。临界温度是气体的一个特性参数，不同的气体具有不同的临界温度。 如氧气的临界温度为－118.57℃，氮气的临界温度为－147.0℃ 。 临界温度时的饱和蒸气压称为临界压力，用pC表示。 临界温度和临界压力下的摩尔体积为临界摩尔体积Vm,C 。 此时的状态为临界状态。TC、pC、Vm,C统称为临界参数 3. 真实气体的的p－Vm图及气体的液化 1．a/V2m又称内压力。 2．b也是与气体特性有关的范氏常数。 有一定理论及实用价值，但不尽完善，实测 表明，a、b值除了与气体种类有关外，还与 温度有关。 式中，B，C，D和 分别称为 第二，第三，第四维里系数。都是温度 的函数，并与气体本性有关。 1. 压缩因子 真实气体 pV=ZnRT Z—压缩因子 或 pVm=ZRT Z 1，Vm(真实) Vm (理想)， 气体易压缩 Z 1，Vm(真实) Vm (理想)，