大学物理化学01章气体ppt课件

2020 2 24 第一章气体pVT的性质 1 1理想气体状态方程1 2理想气体混合物1 3气体的液化及临界参数1 4真实气体状态方程1 5对比状态原理及普通化压缩因子图 2020 2 24 1 理想气体状态方程 1 1理想气体状态方程 2020 2 24 理想气体模型 该方程的另外两种表达方式为 pV m M RTM为摩尔质量 m为气体的质量 2 理想气体模型 1 分子之间无相互作用力 2 分子本身不占有体积 2020 2 24 摩尔气体常数 3 摩尔气体常数R为摩尔气体常数 其值为8 314510Jmol 1K 1 它是通过实验方法测定的pVT数据 然后通过外推法获得 作pV p图 见P 10图1 1 2 R lim pVm T T 8 3145J mol K 2020 2 24 1 2理想气体混合物 1 2理想气体混合物1混合物的组成 1 摩尔分数x或yxB 或yB nB nA 2 质量分数wB mB mA 3 体积分数 B xBV m B xAV m A 2020 2 24 道尔顿定律 2 理想气体方程对理想气体混合物的应用pV nRT m Mmix RT混合物的摩尔质量定义为 Mmix yBMB mB nB3 道尔顿定律Define 在气体混合物中 2020 2 24 pB 气体B的分压p 混合气体的总压yB 气体B在混合气中的摩尔分数 此定义既适用于理想气体也可适用于低压下的实际气体 道尔顿定律 2020 2 24 阿马加定律 定义 V V B理想气体混合物的总体积为各组分分体积之和 式中V B nBRT p进一步中得 yB V B V即理想气体混合物中某一组分B的分体积与总体积之比等于该组分的摩尔分数yB 2020 2 24 1 3气体的液化及临界参数 1液体的饱和蒸汽压气液平衡时 饱和蒸气的压力 是温度的函数 2临界参数 1 临界温度Tc 气体加压液化的最高允许温度 2 临界压力Pc 临界温度时的饱和蒸汽压力 3 临界体积Vc 在临界温度和临界压力下 物质的摩尔体积 2020 2 24 p Vm pc Tc c T1 T2 T3 p2 p1 气体的液化及临界参数 3真实气体的p Vm图及气体的液化 2020 2 24 气体的液化及临界参数 等温线有三种类型 1 TTc温度和压力略高于临界点的状态 称为超临界流体 超临界流体密度很大 具有溶解性能 在恒温变压或恒压变温时 体积变化很大 改变了溶解性能 故可用于提取某些物质 这种技术称为超临界萃取 2020 2 24 1 4真实气体状态方程 1真实气体的pVm p图及波义尔温度 T TBT TBT TB pVm p 2020 2 24 真实气体状态方程 波义尔温度的定义 Lim pVm p TB 0p 0波义尔温度一般是气体临界温度的2 2 5倍 不同的气体具有不同的波义尔温度 2020 2 24 2 范德华方程 vanderWaalsequation 1 方程的形式 范德华方程 a和b称为范德华常数 a V2m为压力修正项 b为体积修正项 2020 2 24 维利方程 2 范德华常数与临界参数的关系a 27R2Tc2 64pc b RTc 8pc 3 范德华方程的应用2 维利方程Virialequation 纯经验方程 2020 2 24 其它重要方程举例 R Kequation RedlichandKwong B W R方程Berthelot方程 2020 2 24 1 5对应状态原理及普遍化压缩因子 1压缩因子 对于理想气体 任何温度和压力下 z恒等于1 对于真实气体 z1难以压缩 可见z反映了实际气体压缩的难易程度 2020 2 24 临界压缩因子 criticalcompressionfactor 物质HeArN2O2COCO2CH4zc0 2990 2910 2890 2940 2880 2740 289对于大多数物质 用上式计算的zc的值约在0 26 0 29 对应状态原理 2020 2 24 对应状态原理 2 对应状态原理Define Tr T Tcreducedtemperaturepr p pcreducedpressureVr V Vcreducedvolume任何气体只要两个对比参数相同 则第三个对比参数也必然相同 这就是对应状态原理 此时称它们处于相同的对比状态 2020 2 24 处于相同对比状态下的气体具有相近的热力学性质VanderWaals对比方程 对应状态原理 2020 2 24 普遍化压缩因子图 把对比状态参数的表达式引入到压缩因子的定义式 可以得到 这样可以将Z表示为两个对比