第一章 氣體的pVT性質(zhì)

第一章氣體的PVT關(guān)系§1.1理想氣體的狀態(tài)方程§1.2理想氣體混合物§1.3氣體的液化及臨界參數(shù)2023/2/1§1.1理想氣體的狀態(tài)方程pV=nRT

1.理想氣體的狀態(tài)方程pV=c（n,T一定)V/T=c（n,p一定)V/n=c（T,p一定)R:摩爾氣體常數(shù)，數(shù)值為8.3142023/2/1§1.1理想氣體的狀態(tài)方程理想氣體的狀態(tài)方程的其他表示也可以寫為pVm=RTρ=m/VVm=V/n用于p,V,T,n,m,M,ρ的計算2023/2/1§1.1理想氣體的狀態(tài)方程例：計算25℃，101325Pa時空氣的密度。（空氣的分子量為29）解：一定是常數(shù)么？2023/2/1真實氣體：分子間有相互作用，分子本身有體積?！?.1理想氣體的狀態(tài)方程2.理想氣體的模型

不可無限壓縮2023/2/1§1.1理想氣體的狀態(tài)方程理想氣體：分子間無相互作用，分子本身無體積×××××××××可無限壓縮××××在任何溫度、壓力下均符合理想氣體模型，或服從理想氣體狀態(tài)方程的氣體為理想氣體2023/2/1§1.1理想氣體的狀態(tài)方程理想氣體的狀態(tài)方程是理想氣體的宏觀外在表現(xiàn)理想氣體的微觀模型反映了理想氣體的微觀內(nèi)在本質(zhì)

理想氣體是真實氣體在p→0情況下的極限狀態(tài)。2023/2/1§1.1理想氣體的狀態(tài)方程真實氣體并不嚴格符合理想氣體狀態(tài)方程，也就是說真實氣體在方程pV=nRT

中的R不為常數(shù)。真實氣體只在溫度不太低、壓力不太高的情況下近似符合理想氣體狀態(tài)方程。2023/2/1摩爾氣體常數(shù)R的求導(dǎo)1)T不變，求不同p下Vm2)做該T下pVm~p曲線3)外推至p=0，可得2023/2/1§1.2理想氣體混合物1.混合物組成表示：用物質(zhì)的量的分數(shù)表示:(x表示氣體，y表示液體）對于物質(zhì)B顯然量綱為12023/2/1§1.2理想氣體混合物量綱為1用質(zhì)量分數(shù)表示:

2023/2/1§1.2理想氣體混合物用體積分數(shù)表示:

量綱為1顯然2023/2/1§1.2理想氣體混合物2.理想氣狀態(tài)方程對理想氣體混合物的應(yīng)用Mmix混合物的摩爾質(zhì)量2023/2/1§1.2理想氣體混合物2023/2/13.

道爾頓定律1)分壓力(分壓)混合氣體中，組分B單獨存在，并且處于與混合氣體相同的溫度和體積時，所產(chǎn)生的壓力稱組分B的分壓。2023/2/13道爾頓定律

分壓定律是理想氣體的必然規(guī)律混合氣體的總壓力等于各組分單獨存在于混合氣體的溫度、體積條件下所產(chǎn)生壓力的總和。2023/2/13.

道爾頓定律壓力分數(shù)：混合氣體中某組分B的分壓與總壓之比稱該組分B的壓力分數(shù)。壓力分數(shù)等于該組分B的摩爾分數(shù)

此規(guī)律只近似應(yīng)用于低壓下的實際混合氣體2023/2/14．阿馬加定律1)分體積

混合氣體中，組分B單獨存在，并且處于與混合氣體相同的溫度和壓力時，所產(chǎn)生的體積稱組分B的分體積。2023/2/1混合氣體的總體積V等于各組分B在相同溫度T及總壓p條件下占有的體積VB*的總和。分體積定律是理想氣體的必然規(guī)律4．阿馬加定律2023/2/1體積分數(shù)等于壓力分數(shù)

等于該組分B的摩爾分數(shù)對于理想氣體4．阿馬加定律2023/2/1§1.3氣體的液化與臨界現(xiàn)象氣—液平衡微觀宏觀飽和蒸汽飽和液體2023/2/11．飽和蒸氣壓

在溫度為T，物質(zhì)氣液兩相達平衡時的氣相壓力為飽和蒸氣壓

p*1)純物質(zhì)在指定溫度下有確定的飽和蒸氣壓。2)隨著溫度升高，飽和蒸氣壓增大?！?.3氣體的液化與臨界現(xiàn)象Why?3)p*=pamb時，此時的溫度為沸點2023/2/1當(dāng)氣相壓力超過物質(zhì)所在溫度下的飽和蒸氣壓時，凝結(jié)速度大于蒸發(fā)速度，總的宏觀效果是氣體凝結(jié)。直到氣相壓力等于所在溫度下的飽和蒸氣壓為止，達到平衡。

若氣相壓力小于物質(zhì)所在溫度下的飽和蒸氣壓時，凝結(jié)速度小于蒸發(fā)速度，總的宏觀效果是氣體蒸發(fā)。直到氣相壓力等于所在溫度下的飽和蒸氣壓為止，達到平衡。2023/2/1相對濕度(RH)1)為什么海拔越高水的沸點越低？2)為什么春雨貴如油？3)為什么夏天更容易下暴雨？2023/2/1水t/℃P*/kPa202.338407.7366019.9168047.343100101.325120198.542023/2/1總結(jié)p,V,T,n,m,M,ρ的計算分壓定律和分體積定律(適用范圍)(定T,V)(定T,p)單組分理想氣體多組分理想氣體2023/2/11.在溫度、容積恒定的容器中含有A和B兩種理想氣體，這時A的分壓和分體積分別為pA和VA。若在容器中在加入一定量的理想氣體C，則pA和VA的變化為______________________pA不變，VA變小2.在某體積恒定的容器中裝有一定量溫度為300K的氣體，現(xiàn)在保持壓力不變，要將氣體趕走1/6，需要將容器加熱到的溫度為______________________360K2023/2/13.在兩個容積均為V的燒瓶中裝有氮氣，燒瓶之間有細管相通，細管的體積可以忽略不計。若將兩個燒瓶中均浸入373K的開水中，測得氣體壓力為60KPa。若一個燒瓶浸在273K的冰水中，另一個仍浸在373K的開水中，達到平衡后，求這時氣體的壓力。設(shè)氣體可以視為理想氣體。2023/2/12023/2/14.有氮氣和甲烷（均為氣體）的氣體混合物100g，已知氮氣的質(zhì)量分數(shù)為0.31。在420K的一定壓力下，混合氣體的體積為9.95dm3。求混合氣體的總壓力和各組分的分壓。假設(shè)混合氣體遵守道爾頓分壓定律。已知氮氣和甲烷的摩爾質(zhì)量分別為28g·mol-1和16g·mol-1。2023/2/12023/2/1未完待續(xù)2023/2/12023/2/12023/2/12023/2/12023/2/12023/2/12023/2/1對真實氣體Z=？§1.4真實氣體狀態(tài)方程（不要求掌握）令Z=pV/(nRT)=pVm/(RT)對理想氣體Z≡1Z：壓縮因子Z=1Z<1Z>1難壓縮易壓縮臨界壓縮因子Zc：0.375Z的求法查表p302023/2/1理想氣體狀態(tài)方程真實氣體狀態(tài)方程范德華方程維里方程§1.4真實氣體狀態(tài)方程（不要求掌握）2023/2/1合力為0減弱了氣體分子對器壁的沖量p<p(理想)合力不為0分子本身體積的不可壓縮性Vm>Vm

(理想)pVmpVm壓力修正項體積修正項2023/2/1p(理想)Vm(理想)=RT范德華方程應(yīng)用：求真實氣體的p，Vm2023/2/1令Z=pV/(nRT)=pVm/(RT)=f(p,T)普遍適用的真實氣體狀態(tài)方程普遍化壓縮因子圖Z：壓縮因子Z=1Z<1Z>1難壓縮易壓縮2023/2/1臨界壓縮因子對比參數(shù)202