物理化學(xué)第四版第一章氣體pTV的關(guān)系2013.2

第1章氣體的pVT關(guān)系下一頁1引言物質(zhì)的聚集狀態(tài)：氣體、液體、固體特殊狀態(tài)：液晶、等離子體物質(zhì)宏觀性質(zhì)：p,V,T,,U…..狀態(tài)方程：聯(lián)系

p,V,T之間關(guān)系的方程2物質(zhì)其它特性的基礎(chǔ)

氣體狀態(tài)方程真實氣體理想氣體流體凝聚態(tài)1.理想氣體狀態(tài)方程：

波義爾（BoyleR）定律

pV=常數(shù)(n,T

一定）蓋-呂薩克（GayJ-LussacJ)定律

V/T=常數(shù)（n,p

一定）阿付加德羅（AvogadroA)定律

V/n=常數(shù)（T,P

一定）

第一節(jié)理想氣體狀態(tài)方程34pV=nRT….(1)理想氣體狀態(tài)方程其它兩種形式：pVm=RT……(2)pV=(m/M)RT……(3)P,V,T,n,m,M,換算2.理想氣體模型5

分子間力蘭納德–瓊斯（Lennard–Jones)理論6r0r0E蘭納德–瓊斯（Lennard–Jones)勢能曲線

理想氣體模型：分子無體積分子間無相互作用783.摩爾氣體常數(shù)pV=nRT50002040608010012010001500200025003000350040004500N2HeCH4300K下N2,He,CH4的pVm–p等溫線理想氣體P0時，pVm趨于一共同值：

2494.35J.mol-1故：pVm9第二節(jié)理想氣體混合物1.混合物的組成摩爾分?jǐn)?shù)x或y:質(zhì)量分?jǐn)?shù):體積分?jǐn)?shù)B：102.理想氣體狀態(tài)方程對理想氣體混合物的應(yīng)用

理想氣體混合物的狀態(tài)方程：及11混合物的總質(zhì)量m與摩爾質(zhì)量Mmix的關(guān)系：混合物的摩爾質(zhì)量Mmix123.道爾頓定律

分壓力的數(shù)學(xué)定義：所有混合氣體都適用13

道爾頓定律（1810年發(fā)現(xiàn)）對于理想氣體混合物，有：將及代入，得：14例：今有300K,104.365kPa的濕烴類混合氣體（含水蒸氣的烴類混合氣體），其中水蒸氣的分壓為3.167kPa?，F(xiàn)欲得到除去水蒸氣的1kmol干烴類混合氣體，試求:(1)應(yīng)從濕烴類混合氣體中除去水蒸氣的物質(zhì)的量;(2)所需濕烴類混合氣體的初始體積.15解:(1)設(shè)濕烴類混合氣體中烴類混合氣體(A)和水蒸氣(B)的分壓分別為pA,pB.pB=3.167kPa,pA=p-pB=101.198kPa.有公式,可得:

其中nA,nB分別為同樣溫度,體積中烴類混合氣體(A)和水蒸氣(B)的物質(zhì)的量現(xiàn)nA=1kmol,故得:(2)設(shè)所求初始體積為V164.阿馬加定律

數(shù)學(xué)表達(dá)式:證:其中,

第三節(jié)氣體的液化及臨界參數(shù)1.液體的飽和蒸汽壓17水的蒸發(fā)與水蒸氣的冷凝18飽和蒸汽飽和液體飽和蒸汽壓物質(zhì)的本性決定溫度的函數(shù)()沸點(飽和蒸汽壓=外界壓力)正常沸點(101.325Pa)P蒸=p飽p蒸>p飽

<2.臨界參數(shù)臨界溫度Tc臨界壓力pc臨界摩爾體積Vm,c192023/2/420例:實際氣體在

的條件下，其行為與理想氣體相近。(1)高溫高壓；(2)高溫低壓；(3)低溫高壓；(4)低溫低壓。3.真實氣體的p-Vm圖及氣體的液化21

CO2的p-V圖：液化的必要條件T<TC氣液相變特征

——水平線段(1)T<Tc(2)T=Tc(3)T>Tc22

臨界點是物質(zhì)的重要特性臨界點——氣液轉(zhuǎn)化的極限臨界點的數(shù)學(xué)特征—

超臨界流體2023/2/423例.理想氣體的微觀模型是

。例.為使氣體經(jīng)恒溫壓縮液化，其溫度必須

臨界溫度。（低于、高于例.隨著溫度的升高，物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾蒸發(fā)焓

。（升高，降低）例.臨界點是氣液相變的極限，它的數(shù)學(xué)特征是（）

2023/2/424例.恒溫100oC，在一個帶有活塞的氣缸中裝有3.5mol的水蒸氣H2O(g),在平衡條件下，緩慢的壓縮到壓力p=()kPa時，才可能有水滴H2O(l)出現(xiàn)。25第四節(jié)真實氣體狀態(tài)方程1.真實氣體的pVm–p圖及波義爾溫度T<TBT>TBT=TBpVmTB定義為:2040608010012010001500200025003000350040004500N2HeCH4300K下N2,He,CH4的pVm–p等溫線問題：

N2、H2、CH4、CO2何者TB最高、最低？p/MPapVm1.000N2H2CO2CH4262.范德華方程27VanderWaalsJD,1837—1923

由溫度低于TB時，pVm

-p恒溫線先下降后上升的現(xiàn)象可知，有兩個相互對抗的因素同時影響Z，它們是分子的體積及相互作用。

實際氣體的微觀模型：具有吸引力的硬球28（1）范德華方程pVm=RT

p：彈性碰撞；Vm：自由體積：彈性碰撞；：自由體積；29范德華方程內(nèi)壓:分子間引力愈大，a愈大，愈易液化30

體積修正項2023/2/431

例.試寫出實際氣體的范德華方程

。（2）范德華常數(shù)與臨界參數(shù)的關(guān)系32則：（3）范德華方程的應(yīng)用給定T、p求V