理想氣體性質(zhì)

理想氣體性質(zhì)第一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日*2

1、理想氣體（idealgas）2、實(shí)際氣體（realgas）3.1理想氣體狀態(tài)方程式當(dāng)實(shí)際氣體p→0v→的極限狀態(tài)時(shí)，氣體為理想氣體。1.分子之間沒有作用力2.分子本身不占容積現(xiàn)實(shí)中沒有理想氣體第二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日*3

當(dāng)實(shí)際氣體P很小,V

很大,T比較高時(shí),即處于遠(yuǎn)離液態(tài)的稀薄狀態(tài)時(shí),可視為理想氣體。哪些氣體可當(dāng)作理想氣體?T>常溫，p<7MPa的雙原子分子理想氣體O2,N2,Air,CO,H2如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)以空氣為主的燃?xì)獾?；三原子分子（H2O,CO2)一般不能當(dāng)作理想氣體，特殊可以，如空調(diào)的濕空氣，高溫?zé)煔獾腃O2

。第三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日*4理想氣體的狀態(tài)方程四種形式注意:

R

與Rg

摩爾容積Vm狀態(tài)方程統(tǒng)一單位第四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日*5摩爾容積Vm阿伏伽德羅假說:

相同P和T

下各理想氣體的摩爾容積Vm相同。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下理想氣體的狀態(tài)方程第五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日*6

R與Rg的區(qū)別R——通用氣體常數(shù)(摩爾氣體常數(shù)，與氣體種類無關(guān))Rg——?dú)怏w常數(shù)(隨氣體種類變化)M-----氣體摩爾質(zhì)量，kg/mol第六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日*7計(jì)算時(shí)注意事項(xiàng)：

1、絕對(duì)壓力2、溫度單位K3、統(tǒng)一單位（最好均用國(guó)際單位）V：氣體容積，m3；

V：質(zhì)量為mkg氣體所占的容積。P：氣體絕對(duì)壓力，Pa；v：氣體比容，m3/kg；T：熱力學(xué)溫度K；Vm：摩爾容積，m3/kmol；

R：通用氣體常數(shù)，J/mol·K；

M：摩爾質(zhì)量，kg/mol。

M空氣=28.9×10-3kg/mol理想氣體的狀態(tài)方程Rg：氣體常數(shù)，J/kg·K；第七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日*8狀態(tài)方程的應(yīng)用

1求平衡態(tài)下的參數(shù)2兩平衡狀態(tài)間參數(shù)的計(jì)算3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與任意狀態(tài)或密度間的換算第八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日*9理想氣體的狀態(tài)方程

V=1m3的容器有N2，溫度為20℃

，壓力表讀數(shù)1000mmHg，pb=1atm，求N2質(zhì)量。例3-1：解：第九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日例3-2壓氣機(jī)儲(chǔ)氣箱壓氣壓氣機(jī)每分鐘吸入氣體：儲(chǔ)氣箱初時(shí)：求：？分鐘后，儲(chǔ)氣箱內(nèi)第十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日

儲(chǔ)氣箱中最終有氣體質(zhì)量m3:儲(chǔ)氣箱中原有氣體質(zhì)量m2:每分鐘送入儲(chǔ)氣箱的質(zhì)量為m1：解題思路：(kg)(kg)(kg/min)第十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日

第十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日13例3-3試按理想氣體狀態(tài)方程求空氣在表列溫度、壓力條件下的比體積v，并與實(shí)測(cè)值比較。已知：空氣氣體常數(shù)Rg=287.06J/(kg·K)解：第十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日14相對(duì)誤差=本例說明：

低溫高壓時(shí)，應(yīng)用理想氣體假設(shè)有較大誤差。第十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日*15在利用狀態(tài)方程計(jì)算涉及體積流量和質(zhì)量流量的問題時(shí)，只需將體積流量qv視為體積V，質(zhì)量流量qm視為m，摩爾流量qn視為n即可，此時(shí)狀態(tài)方程應(yīng)為理想氣體的狀態(tài)方程第十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日16

例3-４

某臺(tái)壓縮機(jī)輸出的壓縮空氣，其表壓力為pe=0.22MPa，溫度t=156℃，這時(shí)壓縮空氣為每小時(shí)流出3200m3。設(shè)當(dāng)?shù)卮髿鈮簆b=765mmHg，求壓縮空氣的質(zhì)量流量qm(kg/h)，以及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量qv0(m3/h)。第十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日17解：壓縮機(jī)出口處空氣的溫度T=t+273=(156+273)K=429K，

絕對(duì)壓力該狀態(tài)下體積流量qv=3200m3/h將上述各值代入以流率形式表達(dá)的理想氣體狀態(tài)方程式:得出摩爾流量qn(mol/h)

第十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日18

空氣的相對(duì)分子質(zhì)量Mr=28.97，故摩爾質(zhì)量M=28.97×10-3kg/mol，

空氣的質(zhì)量流量為

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量為

代入上式得

qv0=22.41410-3

m3/mol×288.876103mol/h

=6474.98m3/h。

第十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日19

煤氣表上讀得煤氣消耗量是68.37m3，使用期間煤表的平均表壓力是44mmH2O，平均溫度為17℃，大氣平均壓力為751.4mmHg，求：

1）消耗多少標(biāo)準(zhǔn)m3的煤氣；

2）其他條件不變，煤氣壓力降低到30mmH2O，同樣讀數(shù)相當(dāng)于多少標(biāo)準(zhǔn)m3煤氣；

3）其它同1）但平均溫度為30℃，又如何？解：1）由于壓力較底，故煤氣可作理想氣體例3-５第十九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日202）3）第二十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日21§3-2

理想混合氣體一、考慮理想混合氣體的基本原則：混合氣體的組分都處理想氣體狀態(tài)，則混合氣體也處理想氣體狀態(tài)；混合氣體可作為某種假想氣體，其質(zhì)量和分子數(shù)與組分氣體質(zhì)量之和及分子數(shù)之和相同；即有：即理想氣體混合物可作為Rg混和M混的“某種”理想氣體。(reducedgasconstantofamixture)(reducedmolarmassofamixture)

第二十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日22二、混合氣體的分壓力定律和分容積定律1.分壓力定律(Daltonlawofpartialpressure)

混合氣體的分壓力

:維持混合氣體的溫度和容積不變時(shí)，各組成氣體所具有的壓力

第二十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日23

2、分容積定律(lawofpartialvolume)

分容積——組分氣體處在與混合氣體同溫同壓?jiǎn)为?dú)占有的體積。第二十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日三、混合氣體成分2.體積分?jǐn)?shù)(volumefractionofamixture)3.摩爾分?jǐn)?shù)(molefractionofamixture)1.質(zhì)量分?jǐn)?shù)(massfractionofamixture)某組元?dú)怏w的質(zhì)量混合氣體總質(zhì)量某組元?dú)怏w的體積混合氣體總體積某組元?dú)怏w的摩爾數(shù)混合氣體總摩爾數(shù)第二十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日254.各成分之間的關(guān)系第二十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日266.利用混合物成分求M混和Rg混a)已知質(zhì)量分?jǐn)?shù)第二十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日27b)已知摩爾分?jǐn)?shù)第二十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日28

由A、B兩種氣體組成的混合氣體，若質(zhì)量分?jǐn)?shù)wA>wB,是否一定有摩爾分?jǐn)?shù)xA>xB,為什么？試以H2和CO2混合物，

說明之。解：例3-６第二十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日29第二十九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日例3-7合成氨