物理化學(xué)課件分壓定律和分體積定律

1、第一章 氣體的pVT性質(zhì)理想氣體混合物的分壓定律和分體積定律真實(shí)氣體的液化與液體的飽和蒸汽壓對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理與壓縮因子圖 鑒于熱力學(xué)計(jì)算的需要，提出了既適用于理想氣鑒于熱力學(xué)計(jì)算的需要，提出了既適用于理想氣體混合物，又適用于非理想氣體混合物的分壓力定義體混合物，又適用于非理想氣體混合物的分壓力定義pypBB y B=1道爾頓（Dalton）分壓定律理想氣體混合物的分壓定律和分體積定律注注: 總壓總壓是構(gòu)成該混合物的各組分對(duì)壓力所做的貢獻(xiàn)之和; 氣體混合物中每一種氣體叫做組分氣體。分壓力：分壓力：混合氣體中某一組分B的分壓力pB是該組份單獨(dú)存在并具有與混合氣體相同溫度和體積時(shí)所具有的壓力。 2022

2、-6-14混合理想氣體：VRTnpVRTnVRT)nnn(pBBBBBCBAB 即理想混合氣體的總壓等于各組分單獨(dú)存在于混合氣體的T、V時(shí)產(chǎn)生的壓力總和 道爾頓分壓定律注:該定律僅適用于理想氣體,低壓真實(shí)氣體近似服從該定律 yB = 1 p = pB 鑒于熱力學(xué)計(jì)算的需要，提出了既適用于理想氣鑒于熱力學(xué)計(jì)算的需要，提出了既適用于理想氣體混合物，又適用于非理想氣體混合物的分體積定義體混合物，又適用于非理想氣體混合物的分體積定義VyVBB y B=1阿瑪格（阿瑪格（Amagat）分體積定律）分體積定律注注: 總體積總體積是構(gòu)成該混合物的所有氣體所占空間; 氣體混合物中每一種氣體叫做組分氣體。V 混

3、合氣體總體積混合氣體總體積, yB 組分組分B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分體積：分體積：混合氣體中某一組分B的分體積VB是該組份單獨(dú)存在并具有與混合氣體相同溫度和壓力時(shí)所占有的體積。 2022-6-14理想氣體混合物的總體積V為各組分分體積VB*之和： pRTnVVpRTnpRTnpnRTVBBBBBBBB 理想氣體混合物中物質(zhì)B的分體積VB*，等于純氣體B在混合物的溫度及總壓條件下所占有的體積。 阿瑪格分體積定律 yB = 1V=V= V VB B* *注:該定律僅適用于理想氣體,低壓真實(shí)氣體近似服從該定律氣體混合物的平均摩爾質(zhì)量氣體混合物的平均摩爾質(zhì)量假定混合氣體各組分之間不發(fā)生任何化學(xué)

4、反應(yīng),組分A的物質(zhì)的量為nA,摩爾質(zhì)量為MA;組分B的物質(zhì)的量為nB,摩爾質(zhì)量為MB,則由A和B組成的混合物體系的摩爾質(zhì)量M,令nA+nB=n,則有BBAABBAAMnnMnnnMnMnnmM 即BBAAMyMyM 該公式對(duì)多組分氣體也同樣適用,也適用于液體和固體混合物,對(duì)任意組分,其計(jì)算平均摩爾質(zhì)量通式為 BBBMyM00-7-227實(shí)際氣體分子間存在吸引力, 從而能發(fā)生一種理想氣體不可能發(fā)生的變化液化.任何氣體都會(huì)在一定溫度時(shí)液化. 液氮的沸點(diǎn)是196 Br2(g)冷卻發(fā)生液化. 液化現(xiàn)象表明 Br2分子在氣相時(shí)就不具有零體積.氣體的液化與液體的飽和蒸汽壓氣體的液化與液體的飽和蒸汽壓00-

5、7-228氣體的液化一般需要降溫和加壓. 降溫可減小分子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離散傾向, 加壓則可以縮小分子間距從而增大分子間引力.由于加壓增大分子間引力是有一定限度的(超過(guò)一定程度分子間排斥力將起主導(dǎo)作用), 故液化的發(fā)生要求分子熱運(yùn)動(dòng)的離散傾向也不能超過(guò)一定限度, 即對(duì)氣體的溫度有最高限定.臨界溫度臨界溫度Tc: 氣體加壓液化所允許的最高溫度.臨界壓力臨界壓力pc: 氣體在臨界溫度下液化所需要的最小壓力.臨界體積臨界體積Vc: 物質(zhì)在臨界溫度, 臨界壓力下的摩爾體積.Tc, pc, Vc總稱為氣體的臨界參數(shù)臨界參數(shù), 是物質(zhì)的一種特性參數(shù).常常見(jiàn)氣體的臨界參量可查閱附錄二見(jiàn)氣體的臨界參量可查閱附錄二

6、. 超臨界流體,它既不屬于氣體,也不屬于液體,氣液界面消失,它的密度可以在氣體和液體密度之間任意調(diào)變,并且在臨界點(diǎn)附近,壓力的微小變化就能夠?qū)е旅芏鹊木薮笞兓?它的許多物理化學(xué)性質(zhì)介于氣體和液體之間，并具有兩者的優(yōu)點(diǎn)，如具有與液體相近的溶解能力和傳熱系數(shù)，具有與氣體相近的黏度系數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)。超臨界流體廣泛用于萃取和藥物的合成分析等方面.2022-6-14h 水蒸氣壓力很低，容器內(nèi)充滿水蒸氣i 逐漸增加活塞上的壓力，氣體被壓縮，體積減小，壓力增大j 壓力增加到101.325kPa 時(shí)，稍微增加一點(diǎn)外壓，容器中開(kāi)始有水滴出現(xiàn)并不斷增多，容器內(nèi)壓力不變；k 水蒸氣全部轉(zhuǎn)變?yōu)樗萜鲀?nèi)壓力不變；l 繼

7、續(xù)增加外壓，液體被壓縮，體積變化不大。水蒸氣的液化恒溫（373.15K）下水蒸氣的液化2022-6-14飽和蒸氣壓是物質(zhì)在一定溫度下處于液氣平衡共存時(shí)蒸汽的壓力，是純物質(zhì)特有的性質(zhì)，由其本性決定；其大小是溫度的函數(shù)，是衡量液體蒸發(fā)能力或液體分子逸出能力的一個(gè)物理量。T一定時(shí)：如 pB pB*，B氣體凝結(jié)為液體至pBpB*（此規(guī)律不受其它氣體存在的影響）相對(duì)濕度的概念：相對(duì)濕度%ppOHOH10022 空氣中在敞口容器中，液體的飽和蒸氣壓等于外壓時(shí)，液體發(fā)生劇烈的汽化現(xiàn)象，稱為沸騰，此時(shí)的溫度稱為沸點(diǎn)飽和蒸氣壓1個(gè)大氣壓時(shí)的溫度稱為正常沸點(diǎn)(373.15K)飽和蒸氣壓1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)壓力（ 1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)壓力

8、=100kPa，p)時(shí)的溫度稱為標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)(372.78K)00-7-2213 對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理以臨界參數(shù)為基準(zhǔn), 定義對(duì)比壓力pr, 對(duì)比摩爾體積Vr及對(duì)比溫度Tr :pr, Vr, Tr 不僅描述了氣體所處狀態(tài), 也顯示了該狀態(tài)偏離氣液無(wú)差別的臨界狀態(tài)的程度. 對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理: 若不同的氣體有兩個(gè)對(duì)比狀態(tài)參數(shù)相等, 則第三個(gè)對(duì)比狀態(tài)參數(shù)大體具有相同的值.對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理與壓縮因子圖crppp CrTTT CmrVVV 00-7-2214將對(duì)比狀態(tài)參數(shù)的表達(dá)式引入壓縮因子 Z 的定義中, 得rrrCrrrCCCmTVpZTVpRTVpRTpVdef Z 式中右方第一項(xiàng)為臨界點(diǎn)處的壓縮因子ZC, 實(shí)驗(yàn)表明多數(shù)實(shí)