ch1.2实际气体.ppt

2020/5/23,一实际气体对理想气体的偏差(p26)压缩因子(compressingfactor),2实际气体Actualgas,实际气体的分子间有相互作用力，分子本身也有体积，这就使得实际气体的p、T、V行为偏离理想气体，我们可用压缩因子Z来描述实际气体的行为对理想气体的偏差程度。,压缩因子Z定义式：,讲三点：,压缩因子Z是无单位的纯数，它表明了实际气体对理想气体行为的偏差程度。将实际气体的p、T、V、n的数值代入上式可计算得到Z值。,理想气体Z=1,非理想气体Z1，可大于或小于1（即不服从理想气体状态方程），Z值与1的偏差愈大，则实际气体愈偏离理想行为。,压缩因子Z的含义为什么将Z称为压缩因子？,此式说明，Z是相同温度、压力下实际气体的实际体积与理想值的比值。,Z1，表示实际气体的体积大于理想气体的体积，说明该实际气体不易被压缩；ZTc的恒温线：均为光滑的曲线，只是在不同的条件下（温度、压力）曲线偏离理想行为（典型双曲线）的程度有所不同。在TTc的任何温度，压力再大，CO2也不会液化，一直保持气体状态。从微观解释之，在Tc以上的温度，CO2气体分子热运动的离散倾向很大，即使加压，缩小分子间距离，增大分子间吸引力也不足以克服这一离散倾向，故不能液化。,TTc的恒温线：,温度低于304.5K的恒温线都表现出类似的规律：在低压时，PVm的关系为一条光滑的曲线，CO2保持气体状态，压力升高到某一数值时，曲线就会出现明显的折点，接着出现一水平段，相当于此时不但温度恒定，压力亦恒定，而摩尔体积在一定范围内连续变化。,如何解释这样的变化规律呢？,在TTc小于的某一温度下，增大压力，气体被压缩，当压力增大到折点对应的压力时，CO2成为该温度下的饱和蒸气，这是时气体开始液化，随着液化的不断进行，液体量逐渐增多，气体量逐渐减少，此时体系的摩尔体积实为饱和蒸气、饱和液体的平均摩尔体积，故Vm连续发生变化。在此过程中，气液两相始终处于平衡状态，气体的压力即饱和蒸气压始终保持不变，反映在PVm图,TTC,上就是一条水平线，水平线两个端点对应的体积分别为该温度下饱和蒸气与饱和液体的摩尔体积。当气体全部液化后，继续在该温度下对液体增大压力，恒温线又变成了一条很陡的曲线，说明液体很难压缩。,Vml,Vmg,在PVm图中，每条恒温线水平所对应的压力即为各温度下CO2的饱和蒸气压，显然水平所在的位置随温度升高而上升，即,T,TTc的恒温线，压力低时，是一条光滑曲线，增大压力，气体体积缩小，但一直是气体状态；当压力增大到水平拐点对应的压力时，气体开始液化，待气体全部液化后，增大压力，曲线变陡，液体难以被压缩。,在临界点，即物质处于临界状态，除了饱和液体与饱和蒸气的摩尔体积完全相同外，气液两相的其他物理性质如密度、折射率等性质也完全相同。实际上当物质处于临界状态时，是一种气液不分的状态。气相与液相的相界面消失，物质呈现乳浊状态。,4.临界参数与范德华常数之关系,既然临界点是临界温度下恒温线的水平拐点，在数学上此点具有如下特征：,恒温线在此点的一阶偏导,恒温线在此点的二阶偏导,将范德华方程写为p=f(T,Vm)的函数关系：,TTc时,这是TTc的恒温线上pV对应的函数关系