理想气体性质

理想气体性质第1页，共31页，2023年，2月20日，星期日*2

1、理想气体（idealgas）2、实际气体（realgas）3.1理想气体状态方程式当实际气体p→0v→的极限状态时，气体为理想气体。1.分子之间没有作用力2.分子本身不占容积现实中没有理想气体第2页，共31页，2023年，2月20日，星期日*3

当实际气体P很小,V

很大,T比较高时,即处于远离液态的稀薄状态时,可视为理想气体。哪些气体可当作理想气体?T>常温，p<7MPa的双原子分子理想气体O2,N2,Air,CO,H2如汽车发动机和航空发动机以空气为主的燃气等；三原子分子（H2O,CO2)一般不能当作理想气体，特殊可以，如空调的湿空气，高温烟气的CO2

。第3页，共31页，2023年，2月20日，星期日*4理想气体的状态方程四种形式注意:

R

与Rg

摩尔容积Vm状态方程统一单位第4页，共31页，2023年，2月20日，星期日*5摩尔容积Vm阿伏伽德罗假说:

相同P和T

下各理想气体的摩尔容积Vm相同。在标准状况下理想气体的状态方程第5页，共31页，2023年，2月20日，星期日*6

R与Rg的区别R——通用气体常数(摩尔气体常数，与气体种类无关)Rg——气体常数(随气体种类变化)M-----气体摩尔质量，kg/mol第6页，共31页，2023年，2月20日，星期日*7计算时注意事项：

1、绝对压力2、温度单位K3、统一单位（最好均用国际单位）V：气体容积，m3；

V：质量为mkg气体所占的容积。P：气体绝对压力，Pa；v：气体比容，m3/kg；T：热力学温度K；Vm：摩尔容积，m3/kmol；

R：通用气体常数，J/mol·K；

M：摩尔质量，kg/mol。

M空气=28.9×10-3kg/mol理想气体的状态方程Rg：气体常数，J/kg·K；第7页，共31页，2023年，2月20日，星期日*8状态方程的应用

1求平衡态下的参数2两平衡状态间参数的计算3标准状态与任意状态或密度间的换算第8页，共31页，2023年，2月20日，星期日*9理想气体的状态方程

V=1m3的容器有N2，温度为20℃

，压力表读数1000mmHg，pb=1atm，求N2质量。例3-1：解：第9页，共31页，2023年，2月20日，星期日例3-2压气机储气箱压气压气机每分钟吸入气体：储气箱初时：求：？分钟后，储气箱内第10页，共31页，2023年，2月20日，星期日

储气箱中最终有气体质量m3:储气箱中原有气体质量m2:每分钟送入储气箱的质量为m1：解题思路：(kg)(kg)(kg/min)第11页，共31页，2023年，2月20日，星期日

第12页，共31页，2023年，2月20日，星期日13例3-3试按理想气体状态方程求空气在表列温度、压力条件下的比体积v，并与实测值比较。已知：空气气体常数Rg=287.06J/(kg·K)解：第13页，共31页，2023年，2月20日，星期日14相对误差=本例说明：

低温高压时，应用理想气体假设有较大误差。第14页，共31页，2023年，2月20日，星期日*15在利用状态方程计算涉及体积流量和质量流量的问题时，只需将体积流量qv视为体积V，质量流量qm视为m，摩尔流量qn视为n即可，此时状态方程应为理想气体的状态方程第15页，共31页，2023年，2月20日，星期日16

例3-４

某台压缩机输出的压缩空气，其表压力为pe=0.22MPa，温度t=156℃，这时压缩空气为每小时流出3200m3。设当地大气压pb=765mmHg，求压缩空气的质量流量qm(kg/h)，以及标准状态体积流量qv0(m3/h)。第16页，共31页，2023年，2月20日，星期日17解：压缩机出口处空气的温度T=t+273=(156+273)K=429K，

绝对压力该状态下体积流量qv=3200m3/h将上述各值代入以流率形式表达的理想气体状态方程式:得出摩尔流量qn(mol/h)

第17页，共31页，2023年，2月20日，星期日18

空气的相对分子质量Mr=28.97，故摩尔质量M=28.97×10-3kg/mol，

空气的质量流量为

标准状态体积流量为

代入上式得

qv0=22.41410-3

m3/mol×288.876103mol/h

=6474.98m3/h。

第18页，共31页，2023年，2月20日，星期日19

煤气表上读得煤气消耗量是68.37m3，使用期间煤表的平均表压力是44mmH2O，平均温度为17℃，大气平均压力为751.4mmHg，求：

1）消耗多少标准m3的煤气；

2）其他条件不变，煤气压力降低到30mmH2O，同样读数相当于多少标准m3煤气；

3）其它同1）但平均温度为30℃，又如何？解：1）由于压力较底，故煤气可作理想气体例3-５第19页，共31页，2023年，2月20日，星期日202）3）第20页，共31页，2023年，2月20日，星期日21§3-2

理想混合气体一、考虑理想混合气体的基本原则：混合气体的组分都处理想气体状态，则混合气体也处理想气体状态；混合气体可作为某种假想气体，其质量和分子数与组分气体质量之和及分子数之和相同；即有：即理想气体混合物可作为Rg混和M混的“某种”理想气体。(reducedgasconstantofamixture)(reducedmolarmassofamixture)

第21页，共31页，2023年，2月20日，星期日22二、混合气体的分压力定律和分容积定律1.分压力定律(Daltonlawofpartialpressure)

混合气体的分压力

:维持混合气体的温度和容积不变时，各组成气体所具有的压力

第22页，共31页，2023年，2月20日，星期日23

2、分容积定律(lawofpartialvolume)

分容积——组分气体处在与混合气体同温同压单独占有的体积。第23页，共31页，2023年，2月20日，星期日三、混合气体成分2.体积分数(volumefractionofamixture)3.摩尔分数(molefractionofamixture)1.质量分数(massfractionofamixture)某组元气体的质量混合气体总质量某组元气体的体积混合气体总体积某组元气体的摩尔数混合气体总摩尔数第24页，共31页，2023年，2月20日，星期日254.各成分之间的关系第25页，共31页，2023年，2月20日，星期日266.利用混合物成分求M混和Rg混a)已知质量分数第26页，共31页，2023年，2月20日，星期日27b)已知摩尔分数第27页，共31页，2023年，2月20日，星期日28

由A、B两种气体组成的混合气体，若质量分数wA>wB,是否一定有摩尔分数xA>xB,为什么？试以H2和CO2混合物，

说明之。解：例3-６第28页，共31页，2023年，2月20日，星期日29第29页，共31页，2023年，2月20日，星期日例3-7合成氨压