物理化学课件.pptx

气体的pVT性质;第一章气体的pVT性质;第一章气体的pVT性质;1.理想气体模型;Lennard-Jones理论：n=12;2.理想气体状态方程;以上三式结合理想气体状态方程;2.理想气体模型;理想气体状态方程也可表示为：;例：用管道输送天然气，当输送压力为200kPa，温度为25oC时，管道内天然气的密度为多少？假设天然气可看作是纯的甲烷。;3.摩尔气体常数R;p?0时：

pVm=2494.35J?mol-1;§1.2理想气体混合物;3)体积分数?B

?BdefxBV*m,B/?xBV*m,B（单位为1）

??B=1

（V*m为混合前纯物质的摩尔体积）;2.理想气体状态方程对理想气体混合物的应用;即：pV=nRT=(?nB)RT

及pV=(m/Mmix)RT

式中：m?混合物的总质量，Mmix?混合物的摩尔质量;混合气体（包括理想的和非理想的）的分压

定义：

pBdefyBp

式中：pB?B气体的分压

p?混合气体的总压

∵?yB=1

?p=?pB;混合理想气体：;例1.2.1：今有300K、104.365kPa的湿烃类混合气体（含水蒸气的烃类混合气体），其中水蒸气的分压为3.167kPa，现欲得到除去水蒸气的

1kmol干烃类混合气体，试求：

a)应从湿混合气体中除去水蒸气的物质的量；

b)所需湿烃类混合气体的初始体积;;b)所求初始体积为V;4.阿马加定律;阿马加定律表明理想气体混合物的体积具有加和性，在相同温度、压力下，混合后的总体积等于混合前各组分的体积之和。;§1.3气体的液化及临界参数;;纯液体的饱和蒸气压是温度的函数;饱和蒸气压＝外压时的温度称为沸点。

同理，p（环）↑，tb↑

饱和蒸气压＝101.325kPa时的温度称为正常沸点;T一定时：

如pBpB*，B液体蒸发为气体，直至pB＝pB*

pBpB*，B气体凝结为液体，直至pB＝pB*

（一般压力下，此规律不受气相中其它气体存在的影响）;2.临界参数;临界压力pc：在临界温度下使气体液化所

需的最低压力

临界摩尔体积Vm,c：在Tc、pc下物质的摩尔

体积;3.真实气体的p-Vm图及气体的液化;1)TTc;液相线l1l?1:p?,Vm?很少，反映出液体的不可压缩性;2)T=Tc;临界点处气、液两相摩尔体积及其它性质完全相同，气态、液态无法区分，此时：;3)TTc;§1.4真实气体状态方程;温度相同时，不同气体的pVm－p曲线

有三种类型.;39;;描述真实气体的pVT关系的方法：

1）引入压缩因子Z，修正理想气体状态方程

2）引入p、V修正项，修正理想气体状态方程

3）使用经验公式，如维里方程，描述压缩因子Z

共同特点必须是：p→0时，所有状态方程→理想气体状态方程;2.范德华方程;实际气体：;2)分子本身占有体积

?1mol真实气体的自由空间＝(Vm－b)

b：1mol分子由于自身所占体积的修正项，

气体分子本身体积的4倍;p?0,Vm??,

这时，范德华方程?理想气体状态方程;对其进行一阶、二阶求导，并令其导数为0，有：;联立求解，可得：;(3)范德华方程的应用;T?，极大，极小逐渐靠拢；

T?Tc，极大、极小合并成

拐点C；

S型曲线两端有过饱和蒸气

和过热液体的含义。;用范德华方程计算，在已知T，p，以及a和b

求Vm时，需解一元三次方程

Vm3-(b+RT/p)Vm2+(a/p)Vm-ab/p=0;在几个MPa的中压范围内许多气体服从范德华方程;例1.4.1若甲烷在203K，2533.1kPa条件下服

从范德华方程，试求其摩尔体积;∵TTc，解三次方程应得一个实根，二个虚根

将以上数据代入范德华方程：

Vm3－7.09?10-4Vm2＋9.013?10-8Vm－3.856?10-12＝0

解得：Vm=5.60610-4m3?mol-1;3.维里方程

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