一实际气体液化PPT课件(PPT 17页)

1、物理化学Wulihuaxue 紧密结合教材围绕教学大纲方便教师讲课便于学生理解1.第1页，共17页。21. 压缩因子 引入压缩因子来修正理想气体状态方程，描述实际气体的 p-V-T 性质： pV = ZnRT 或 pVm = ZRT 压缩因子的定义为：实际气体三、中、高压气体的P-V-T关系2.第2页，共17页。3Z 的大小反映了真实气体对理想气体的偏差程度实际气体比理想气体难压缩。实际气体比理想气体易压缩。实际气体具有理想行为。它的大小反映了实际气体可压缩的难易程度实际气体3.第3页，共17页。4 而同一种气体在不同温度的 pVmp曲线亦有 三种类型. T一定时，不同气体的pVmp曲线有三种

2、类型.300 K实际气体4.第4页，共17页。52. 计算真实气体p-V-T关系的一般方法： （1）引入压缩因子Z，修正理想气体状态方程 （2）引入 p、V 修正项，修正理想气体状态方程 （3）使用经验公式，如维里方程，计算压缩因子Z共同特点是： p 0时，所有状态方程趋于理想气体状态方程实际气体5.第5页，共17页。6(1) 范德华方程 理想气体状态方程 pVm=RT 的实质为：(分子间无相互作用力的气体的压力)(1mol气体分子的自由活动空间)=RT而实际气体：1) 由于分子间有相互作用力器壁内部分子靠近器壁的分子靠近器壁的分子受到内部的引力，分子间相互作用减弱了分子对器壁的碰撞。实际气体

3、6.第6页，共17页。7所以： p = p理p内 （p为气体的实际压力） p内= a / Vm2 p理= p + p内= p + a / Vm22) 由于分子本身占有体积 1 mol 真实气体的自由空间(Vmb) b：1 mol 分子自身所占体积实际气体7.第7页，共17页。83. 真实气体的 p-Vm 图及气体的液化图 真实气体p-Vm等温线示意图 AB段（除B点） 只有气相存在。 BD水平段 l-g两相平衡共存。 DE段（除D点） 只有液相存在。 实际气体8.第8页，共17页。94. 气体的液化及临界参数（1） 液体的饱和蒸气压理想气体不液化（因分子间没有相互作用力）实际气体：在某一定T

4、时，气液可共存达到平衡气液平衡时： 气体称为饱和蒸气； 液体称为饱和液体； 压力称为饱和蒸气压。图1.3.1 气液平衡示意图实际气体9.第9页，共17页。10饱和蒸气压是温度的函数表1.3.1 水、乙醇和苯在不同温度下的饱和蒸气压饱和蒸气压外压时的温度称为沸点饱和蒸气压101.325kPa时的温度称为正常沸点 H2O乙醇苯t / p*/ kPa t / p*/ kPa t / p*/ kPa 202.338205.671209.9712407.3764017.3954024.4116019.9166046.008 6051.9938047.343 78.4101.32580.1101.3251

5、00101.325100222.48100181.44120198.54 120422.35 120308.11 实际气体10.第10页，共17页。11T一定时： 如 pB pB*，B气体凝结为液体至pBpB* （此规律不受其它气体存在的影响）相对湿度的概念：相对湿度 =实际气体11.第11页，共17页。12（2） 临界参数当TTc 时，液相消失，加压不再可使气体液化。临界温度Tc ：使气体能够液化所允许的最高温度 临界温度以上不再有液体存在， p*=f (T) 曲线终止于临界温度；临界温度 Tc 时的饱和蒸气压称为临界压力由表1.3.1可知：p*=f (T) T ，p*临界压力 pc : 在

6、临界温度下使气体液化所需的最低压力临界摩尔体积Vm,c：在Tc、pc下物质的摩尔体积Tc、pc、Vc 统称为物质的临界参数12.第12页，共17页。135. 对应状态原理定义：pr 对比压力Vr 对比体积Tr 对比温度对比参数，量纲为1对比参数反映了气体所处状态偏离临界点的倍数对应状态原理： 当不同气体有两个对比参数相等时，第三个对比参数也将(大致)相等。 具有相同对比参数的气体称为处于相同的对应状态。实际气体13.第13页，共17页。146. 普遍化压缩因子图将对比参数引入压缩因子，有： Zc 近似为常数（Zc 0.270.29 )当pr , Vr , Tr 相同时，Z大致相同， Z = f

7、 (Tr , pr ) 适用于所有真实气体 , 用图来表示此关系 普遍化压缩因子图实际气体14.第14页，共17页。15双参数普遍化压缩因子图任何Tr，pr 0，Z1（理想气体） Tr 较小时， pr，Z先，后，反映出气体低压易压缩，高压难压缩 Tr 较大时，Z 1实际气体15.第15页，共17页。16压缩因子图的应用（1）已知 T、p , 求 Z 和 VmT , p求VmTr, prZ(1)查图计算(pVm=ZRT)(2)(3)（2）已知T、Vm，求 Z 和 pr需在压缩因子图上作辅助线式中 pcVm / RT 为常数，Z pr为直线关系，该直线与所求 Tr 线交点对应的Z 和pr，为所求值实际气体16.第16页，共17页。17（3） 已知 p 、Vm