大学物理气体PPT课件.ppt

物理化学（第五版）上册电子课件,第一章气体,本章作业,2019/12/12,（Page59）2、4、11、12、13、1721,第一章气体,1.1概述,1.3理想气体,1.4真实气体,1.2气体分子动理论,1.1概述,1.3理想气体,1.3.1理想气体模型(idealgasmodel),分子间无吸引力、分子本身无体积的完全弹性质点模型,如何理解？,1、气体是大量分子的集合体（将气体分子当作质点）；2、气体分子不断地做无规则的热运动，均匀分布在整个容器中；3、气体分子在运动过程中的碰撞为完全弹性碰撞。,高温或低压下的气体近似可看作理想气体,1.3.2低压气体的经验定律,在较低压力下,保持气体的温度和物质的量不变,气体的体积与压力的乘积为常数。,不变,(1)Boyle-Marriotte定律,(2)Charles-Gay-Lussac定律,保持气体的压力和物质的量不变,气体的体积与热力学温度成正比。,不变,(3)Avogadro定律,在相同温度和压力下，,相同体积的任何气体，含有的气体分子数相同。,不变,相同的T，p下,1mol任何气体所占有的体积相同。,1.3.3理想气体状态方程,注意事项：1、使用时注意单位与R值的配套；2、严格地讲，其只能适用于理想气体。可以用于温度不太低、压力不太高的实际气体（realgas）。,摩尔气体常数,的准确数值可以由实验测定。,在一定温度下,同一数值,例：测300K时，N2、He、CH4，pVm-p关系，作图p0时：pVm=2494.35Jmol-1R=pVm/T=8.3145Jmol-1K-1,1.3.3理想气体状态方程,在压力趋于0的极限条件下，各种气体的行为均服从pVm=RT的定量关系，R是一个对各种气体都适用的常数。,1.3.3理想气体状态方程,1.3.4理想气体混合物,1.混合物组成表示法,2.Dalton分压定律,3.Amagat分体积定律,1.3.4理想气体混合物,气体混合物,若干种气体混合在一起，形成均匀的气体混合物,1.3.4.1混合物组成表示法,1.B的摩尔分数,称为B的摩尔分数或物质的量分数,单位为1,混合物中所有物质的量的加和,表示气相中B的摩尔分数,1.3.4.1混合物组成表示法,2.B的体积分数,称为B的体积分数,单位为1,混合前纯B的体积,混合前各纯组分体积的加和,1.3.4.1混合物组成表示法,3.B的质量分数,称为B的质量分数,单位为1,B组分的质量,混合物中所有物质质量的加和,1.3.4.2Dalton分压定律,B的分压等于相同T，V下单独存在时的压力,总压等于相同T，V下，各组分的分压之和,Dalton分压定律原则上只适用于理想气体,1.3.4.3Amagat分体积定律,在相同的温度T和总压力p的条件下,V，p是系统的总体积和压力，Amagat分体积定律原则上只适用于理想气体,1.4真实气体,2.液体的饱和蒸气压,3.临界状态,4.真实气体的p-Vm图,5.真实气体的状态方程,1.真实气体的压缩因子和Boyle温度,6.对比态定律,7.压缩因子图,8.分子间作用力,1.4.1真实气体的压缩因子和Boyle温度,1.压缩因子（Thecompressibilityfactor）,Z=1，idealgasesZ1，难被压缩Z1，易被压缩,2.TheBoyletemperature(TB),对任何气体都有一个特殊温度-波义尔温度TB，在该温度下，压力趋于零时，pVm-p等温线斜率为零。,DefinitionoftheBoyletemperature,1.4.2液体的饱和蒸气压,在密闭容器内,蒸发与凝聚速率相等时,在一定温度下,这时蒸气的压力,称为,达气-液平衡,该温度时的饱和蒸气压,饱和蒸气压是物质的性质,1.4.3临界状态,临界温度,在该温度之上无论用多大压力,都无法使气体液化,临界状态,气-液界面消失,混为一体,临界参数,高于称为超临界流体,超临界流体,1.4.4真实气体的p-Vm图,p,g,l,T1T2TcT3,Criticalpoint,1.4.4真实气体的p-Vm图,p,g,l,C为临界点,1.4.5真实气体的状态方程,1.vanderWaals方程,2.从临界参数求a,b值,3.vanderWaals方程的应用,4.Virial型方程,1.4.5.1vanderWaals方程,荷兰科学家vanderWaals对理想气体状态方程作了两项修正：,（1）1mol分子自身占有体积为b,（2）1mol分子之间有作用力，即内压力,vanderWaals方程为：,1.4.5.1vanderWaals方程,vanderWaals方程为：,或,a，b称为vanderWaals常数,a的单位：,b的单位：,Vanderwalls气体的Boyle温度,1.4.5.2从临界参数求a,b值,vanderWaals方程改写为：,1.4.5.3vanderWaals方程的应用,(2)已知的值，,(1)计算等温线,气-液平衡线出现极大值和极小值,找出真实气体之间的关系,1.4.5.4Virial方程,式中：,称为第一、第二、第三、Virial系数,1.4.5.5其它方程,1、显压型p=f(T,V,n),(1)ThevanderWallsequationofstate,(2)TheDietericiequationofstate,(3)TheBerthelotequationofstate,2、显容型V=f(T,p,n),TheCallendarequationofstate,1.4.6对比态定律（Lawofcorrespondingstate),1.,ReducedpressureReducedvolumeReducedtemperature,2.VanderWaalssequationofcorrespondingstate,3.Thelawofcorrespondingstate,应用:1、处于相同对比状态的不同气体具有相同的物理性质，如粘滞性、折光率等。2、处于相同对比状态的气体具有大致相同的Z和Zc。,1.4.7Compressibilityfactorchart,Example,计算在-88及44.7atm时，1mol氧气的体积。（查表得）,Answer,查图得Z=0.80,1.4.8分子间的作用力,1、Keessom力2、Debye力3、London力,本章小结,理想气体模型；理想气体状态方程；摩尔气