01气体的pvt性质共107页文档
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◆ 包括压力p、体积V、温度T、密度、质量m、物质 的量n、浓度、内能U等 ◆ 在众多宏观性质中，p、V、T三者是物理意义明 确又容易测量的基本性质，并且各宏观性质之间有 一定的联系。
物质的量n不确定时
f(p,V,T,n)0
物质的量n确定时
f(p,V,T)0
8
主要内容：
理想气体 气 体
状态方程式 分压及分体积定律 状态方程式
lpim0 pVm RT
16
3、理想气体模型及定义
the modቤተ መጻሕፍቲ ባይዱl and definition of ideal gas （1）分子间力
吸引力 分子相距较远时，有范德华引力；
排斥力 分子相距较近时，电子云及核产生排斥作用。
E吸引 －1/r 6
E
E排斥 1/r n
Lennard-Jones理论：n = 12 0
18
（3）理想气体定义
理想气体 —— 服从理想气体状态方程式或 服从理想气体模型的气体
理想气体状态方程可用于低压 气体的近似计算。 对于难液化气体（如氢、氧、 氮等）适用的压力范围宽一些 对于易液化气体（如水蒸气、 氨气等）适用的压力则低一些。
19
4、讨论 the discussion
理想气体状态方程式及其应用
第一章 气体的 pVT 性质
Chapter1 the pVT relationships of gases
2
分子的运动 Molecules Motion
◆ 物质是由分子构成的 一方面分子处于永不休止的热运动之中，主要 是分子的平动、转动和振动 无序的起因 另一方面，分子间存在着色散力、偶极力和诱 导力，有时还可能有氢键或电荷转移，使电子云 之间还存在着斥力，分子趋向于有序排列。
(n, p 一定)
（3）阿伏加德罗定律（A. Avogadro, 1811)
V / n ＝ 常数
(T, p 一定)
11
以上三式结合
理想气体状态方程
pV = nRT pVm = RT
单位：p Pa V m3 TK n mol R J mol-1 K-1
R 摩尔气体常数 R ＝ 8.314510 J mol-1 K-1
12
2.摩尔气体常数R mole gas constant R 问题：
1）是否可用理想气体状态方程式代入气体物质的 量、温 度 、压力及体积求出摩尔气体常数R 值？
2） R是否与气体种类、温度、压力均无关？ 3）在某确定压力下，理想气体状态方程式是否适 合任何气体？
举例 ： pV = nRT 如果p=100,V=10,T=100,n=1, 则有R=10不等于8.314。
13
（1）实际气体的pVT行为并不严格服从理想气体状态方程 （2）实际气体在p→0的极限情况下才严格服从理想气体状
态方程
lpim0 pVm RT 14
R 是通过实验测定确定出来的
例：测300 K时，N2、He、CH4
pVm ~ p 关系，作图利用极限
外推法
R ＝ lim pV m p 0 T 实际气体
01气体的pvt性质
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
E 总 E 吸＋ 引 E 排＝ 斥rA 6 － rB 12
式中：A－吸引常数；B－排斥常数
r0
r
17
兰纳德-琼斯势能曲线
（2）理想气体模型
当实际气体p→0时，V →∞ 分子间距离无限大，则：
（1）分子间作用力完全消失 （2）分子本身所占体积可完
全忽略不计
分子间无作用力及分子本 身不占体积是理想气体微观 模型的两个基本特征。
2494 . 35 J mol / 300 K 8 . 3145 J mol K 1
R 是一个对各种气体都适 用的常数
15
结论：
在极低压力下，不同气体分子不会因结构性质的差 异而影响其pVT行为，但随着压力升高不同气体分子就 会因其结构性质的差异而影响其pVT行为。
理想气体状态方程反映的是所有实际气体在p→0时 的极限情况，是一切客观存在的实际气体在极限情况下 具有的共性，体现了一种非常简单、非常理想的pVT行 为，
6
分子运动的两方面相对强弱不同，物 质就呈现不同的聚集状态，并表现出不同 的宏观性质。
100℃、101325Pa下水蒸气的体积大致是水 体积的1603倍
其中气体的流动性好，分子间距离大， 分子间作用力小，是理论研究的首选对象。
7
物质的宏观性质 Macroscope Properties of Matter
解：M甲烷 ＝ 16.04×10－3 kg ·mol-1
实际气体
液化及临界现象 对应状态原理及压缩因子图
9
§1.1 理想气体状态方程
The State Equation of Ideal Gas
1、理想气体状态方程 the state equation of ideal gas
2、摩尔气体常数 R mole gas constant R
3、理想气体模型及定义 the model and definition of ideal gas
基本公式:
pV = nRT
pVm = RT
适用条件: 理想气体、理想气体混合物、低压实际气体
20
(1) 指定状态下计算系统中各宏观性质
p 、 V 、 T 、 n 、 m 、 M 、 (= m/ V)
基本公式:
pnRT mRT RT
V MV M
21
例1.1.1(课本p8) 用管道输送天然气，当输送压力为 200 kPa，温度为25 oC时，管道内天然气的密度为多少？ 假设天然气可看作是纯的甲烷。
4、内容讨论 the discussion
10
1. 理想气体状态方程 the state equation of ideal gas
低压气体实验定律：
（1）玻义尔定律(R.Boyle,1662):
pV ＝ 常数 （n ,T 一定）
（2）盖.吕萨克定律(J. Gay-Lussac,1808)：
V / T ＝ 常数
物质的量n不确定时
f(p,V,T,n)0
物质的量n确定时
f(p,V,T)0
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主要内容：
理想气体 气 体
状态方程式 分压及分体积定律 状态方程式
lpim0 pVm RT
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3、理想气体模型及定义
the modቤተ መጻሕፍቲ ባይዱl and definition of ideal gas （1）分子间力
吸引力 分子相距较远时，有范德华引力；
排斥力 分子相距较近时，电子云及核产生排斥作用。
E吸引 －1/r 6
E
E排斥 1/r n
Lennard-Jones理论：n = 12 0
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（3）理想气体定义
理想气体 —— 服从理想气体状态方程式或 服从理想气体模型的气体
理想气体状态方程可用于低压 气体的近似计算。 对于难液化气体（如氢、氧、 氮等）适用的压力范围宽一些 对于易液化气体（如水蒸气、 氨气等）适用的压力则低一些。
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4、讨论 the discussion
理想气体状态方程式及其应用
第一章 气体的 pVT 性质
Chapter1 the pVT relationships of gases
2
分子的运动 Molecules Motion
◆ 物质是由分子构成的 一方面分子处于永不休止的热运动之中，主要 是分子的平动、转动和振动 无序的起因 另一方面，分子间存在着色散力、偶极力和诱 导力，有时还可能有氢键或电荷转移，使电子云 之间还存在着斥力，分子趋向于有序排列。
(n, p 一定)
（3）阿伏加德罗定律（A. Avogadro, 1811)
V / n ＝ 常数
(T, p 一定)
11
以上三式结合
理想气体状态方程
pV = nRT pVm = RT
单位：p Pa V m3 TK n mol R J mol-1 K-1
R 摩尔气体常数 R ＝ 8.314510 J mol-1 K-1
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2.摩尔气体常数R mole gas constant R 问题：
1）是否可用理想气体状态方程式代入气体物质的 量、温 度 、压力及体积求出摩尔气体常数R 值？
2） R是否与气体种类、温度、压力均无关？ 3）在某确定压力下，理想气体状态方程式是否适 合任何气体？
举例 ： pV = nRT 如果p=100,V=10,T=100,n=1, 则有R=10不等于8.314。
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（1）实际气体的pVT行为并不严格服从理想气体状态方程 （2）实际气体在p→0的极限情况下才严格服从理想气体状
态方程
lpim0 pVm RT 14
R 是通过实验测定确定出来的
例：测300 K时，N2、He、CH4
pVm ~ p 关系，作图利用极限
外推法
R ＝ lim pV m p 0 T 实际气体
01气体的pvt性质
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
E 总 E 吸＋ 引 E 排＝ 斥rA 6 － rB 12
式中：A－吸引常数；B－排斥常数
r0
r
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兰纳德-琼斯势能曲线
（2）理想气体模型
当实际气体p→0时，V →∞ 分子间距离无限大，则：
（1）分子间作用力完全消失 （2）分子本身所占体积可完
全忽略不计
分子间无作用力及分子本 身不占体积是理想气体微观 模型的两个基本特征。
2494 . 35 J mol / 300 K 8 . 3145 J mol K 1
R 是一个对各种气体都适 用的常数
15
结论：
在极低压力下，不同气体分子不会因结构性质的差 异而影响其pVT行为，但随着压力升高不同气体分子就 会因其结构性质的差异而影响其pVT行为。
理想气体状态方程反映的是所有实际气体在p→0时 的极限情况，是一切客观存在的实际气体在极限情况下 具有的共性，体现了一种非常简单、非常理想的pVT行 为，
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分子运动的两方面相对强弱不同，物 质就呈现不同的聚集状态，并表现出不同 的宏观性质。
100℃、101325Pa下水蒸气的体积大致是水 体积的1603倍
其中气体的流动性好，分子间距离大， 分子间作用力小，是理论研究的首选对象。
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物质的宏观性质 Macroscope Properties of Matter
解：M甲烷 ＝ 16.04×10－3 kg ·mol-1
实际气体
液化及临界现象 对应状态原理及压缩因子图
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§1.1 理想气体状态方程
The State Equation of Ideal Gas
1、理想气体状态方程 the state equation of ideal gas
2、摩尔气体常数 R mole gas constant R
3、理想气体模型及定义 the model and definition of ideal gas
基本公式:
pV = nRT
pVm = RT
适用条件: 理想气体、理想气体混合物、低压实际气体
20
(1) 指定状态下计算系统中各宏观性质
p 、 V 、 T 、 n 、 m 、 M 、 (= m/ V)
基本公式:
pnRT mRT RT
V MV M
21
例1.1.1(课本p8) 用管道输送天然气，当输送压力为 200 kPa，温度为25 oC时，管道内天然气的密度为多少？ 假设天然气可看作是纯的甲烷。
4、内容讨论 the discussion
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1. 理想气体状态方程 the state equation of ideal gas
低压气体实验定律：
（1）玻义尔定律(R.Boyle,1662):
pV ＝ 常数 （n ,T 一定）
（2）盖.吕萨克定律(J. Gay-Lussac,1808)：
V / T ＝ 常数