理科物理化學(xué)章氣體課件

1、第一章 氣體 第一章 氣體1.1 氣體分子動理論（自學(xué)）1.2 摩爾氣體常數(shù)（R）1.3 理想氣體的狀態(tài)圖1.4 分子運動的速率分布（自學(xué)）1.5 分子平動能的分布（自學(xué)）1.6 氣體分子在重力場中的分布（自學(xué)）1.7 分子的碰撞頻率與平均自由程（自學(xué)）1.8 實際氣體1.9 氣液間的轉(zhuǎn)變1.10 壓縮因子圖*1.11 分子間的相互作用力（自學(xué)）1.1 氣體分子動理論1.理想氣體的狀態(tài)方程是壓力，單位為 Pa是體積，單位為 是物質(zhì)的量，單位為 是摩爾氣體常數(shù)，等于 是熱力學(xué)溫度，單位為 K 續(xù)2. 理想氣體的定義及微觀模型定義： 在任何溫度、壓力下均服從理想氣體狀態(tài)方程的氣體。微觀模型： 1)

2、分子之間無相互作用力。2)分子本身不占有體積。續(xù)3.Dalton（道爾頓）分壓定律即：混合氣體總壓P為各組分單獨存在于混合氣體的溫度、體積條件下產(chǎn)生壓力 PB 的總和。對于理想氣體：總壓 P（na+nb+nc+） na+nb + nc+ nB 即 P PB分壓力 PB= y B P 對理想氣體 PB nB RT/V續(xù)4.Amagat(阿馬格)分體積定律混合氣體中任一組分B的分體積VB ：是所含 nB 的 B 單獨存在于混合氣體的溫度、總壓力條件下占有的體積。阿馬格定律：混合氣體的總體積等于各組分的分體積的總和。 即 V = VB . 分體積 VB = yB V 對理想氣體 VB= nB R T

3、 /P 對真實氣體不適用。1.2 摩爾氣體常數(shù)（R）10203040502468圖1.4(a)1.2 摩爾氣體常數(shù)（R）10203040502468圖1.4(b)CON2H21.3 理想氣體的狀態(tài)圖 在p，V，T的立體圖上TVp等壓線等溫線 所有可作為理想氣體的都會出現(xiàn)在這曲面上，并滿足 這理想氣體的狀態(tài)圖也稱為相圖。1.8 實際氣體實際氣體的行為van der Waals 方程式其他狀態(tài)方程式小問題以下什么情況下，實際氣體更接近于理想氣體？A. 低溫高壓 B. 低壓高溫C. 高溫高壓D. 低壓低溫實際氣體的行為壓縮因子的定義理想氣體實際氣體實際氣體的壓縮因子隨壓力的變化情況H2C2H4CH4

4、NH3Z20040060080010000.51.01.52.00氮氣在不同溫度下壓縮因子隨壓力的變化情況Z10001.00T2T3T1T4van der Waals 方程式van der Waals 方程式高溫時，忽略分子間的引力（忽略含a的項）低溫時，壓力又比較低，忽略分子的體積(含b項) 當壓力增加到一定限度后，b的效應(yīng)越來越顯著，又將出現(xiàn) 的情況。這就是在Boyle溫度以下時， 的值會隨壓力先降低，然后升高。求Boyle 溫度其他狀態(tài)方程氣體狀態(tài)方程通式常見氣體狀態(tài)方程Virial型顯壓型顯容型 式中A，B，C , 稱為第一、第二、第三Virial系數(shù) 1.9 氣液間的轉(zhuǎn)變實際氣體的等

5、溫線和液化過程van der Waals 方程式的等溫線氣體與液體的等溫線對比狀態(tài)與對比狀態(tài)定律CO2的pVT圖，即CO2的等溫線48.121.513.135.532.5408012016020024028040501001101206070809031.130.98氣體與液體的等溫線1.9 氣液間的轉(zhuǎn)變實際氣體的等溫線和液化過程氣體與液體的等溫線CO2的pVT圖，又稱為CO2的等溫線（1）圖中在低溫時，例如21.5的等溫線，曲線分為三段（2）當溫度升到30.98時，等溫線的水平部分縮成一點，出現(xiàn)拐點，稱為臨界點。在這溫度以上無論加多大壓力，氣體均不能液化。（3）在臨界點以上，是氣態(tài)的等溫線，

6、在高溫或低壓下，氣體接近于理想氣體。van der Waals 方程式的等溫線(4)(2)(1)(3)50100150200250300556065707580859095van der Waals 方程式的等溫線1。曲線（1）在臨界點以上，有一個實根兩個虛根2。曲線（2）在臨界點，有三個相等的實根3。曲線（3）在臨界點以下，有三個數(shù)值不同的實根，如b，c，d 點 處于F點的過飽和蒸氣很不穩(wěn)定，易凝結(jié)成液體，回到氣-液平衡的狀態(tài)。van der Waals 方程式的等溫線臨界點是極大點、極小點和轉(zhuǎn)折點三點合一，有：van der Waals 方程式的等溫線對比狀態(tài)和對比狀態(tài)定律代入對比狀態(tài)和對比狀態(tài)定律定義：代入上式，得van der Waals 對比狀態(tài)方程1.10 壓縮因子圖實際氣體的有關(guān)計算對于理想氣體，任何溫度、壓力下對于非理想氣體表示實際氣體不易壓縮表示實際氣體極容易壓縮Z 被稱為壓縮因子， Z 的數(shù)值與溫度、壓力有