物理化学课件分压定律和分体积定律解读

y B=1
分压力：混合气体中某一组分B的分压力pB是该组 份单独存在并具有与混合气体相同温度和体积时所 注: 总压是构成该混合物的各组分对压力所做的贡 献之和; 气体混合物中每一种气体叫做组分气体。
yB = 1 p = pB 混合理想气体：
RT RT p B (n A n B nC ) nB V V B B RT pB nB V
即理想混合气体的总压等于各组分单独存在于混合 气体的T、V时产生的压力总和 道尔顿分压定律 注:该定律仅适用于理想气体,低压真实气体近似服 从该定律
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阿玛格（Amagat）分体积定律 鉴于热力学计算的需要，提出了既适用于理想气 体混合物，又适用于非理想气体混合物的分体积定义
V 混合气体总体积, yB 组分B的物质的量分数
对应状态原理与压缩因子图
对应状态原理
以临界参数为基准, 定义对比压力pr, 对比摩尔体 积Vr及对比温度Tr :
p pr pc
T Tr TC
Vm Vr VC
pr, Vr, Tr 不仅描述了气体所处状态, 也显示了该 状态偏离气液无差别的临界状态的程度. 对应状态原理: 若不同的气体有两个对比状态参 数相等, 则第三个对比状态参数大体具有相同的值.
n RT n B RT B V VB p p p B B n B RT VB p 理想气体混合物中物质B的分体积VB*，等于纯气 体B在混合物的温度及总压条件下所占有的体积。 阿玛格分体积定律
注:该定律仅适用于理想气体,低压真实气体近似 服从该定律
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即
M y AMAຫໍສະໝຸດ Baidu yBMB
该公式对多组分气体也同样适用,也适用于液体和固 体混合物,对任意组分,其计算平均摩尔质量通式为
M y BMB
B
气体的液化与液体的饱和蒸汽压
实际气体分子间存在吸引力, 从而能发生一种 理想气体不可能发生的变化——液化.
任何气体都会在一定温度 时液化. 液氮的沸点是－ 00-7-22 196 ℃
Br2(g)冷却发生液化. 液化 现象表明 Br2分子在气 相时就不具有零体积.
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气体的液化一般需要降温和加压. 降温可减小分子热运动 产生的离散倾向, 加压则可以缩小分子间距从而增大分子间引 力. 由于加压增大分子间引力是有一定限度的(超过一定程度 分子间排斥力将起主导作用), 故液化的发生要求分子热运动 的离散倾向也不能超过一定限度, 即对气体的温度有最高限定. 临界温度Tc: 气体加压液化所允许的最高温度. 临界压力pc: 气体在临界温度下液化所需要的最小压力.
水蒸气的液化
恒温（373.15K）下 水蒸气的液化
h
水蒸气压力很低，容器内充满水蒸气
i 逐渐增加活塞上的压力，气体被压缩，体积减小， 压力增大 j 压力增加到101.325kPa 时，稍微增加一点外压， 容器中开始有水滴出现并不断增多，容器内压力不变；
k l 水蒸气全部转变为水，容器内压力不变； 继续增加外压，液体被压缩，体积变化不大。
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饱和蒸气压是物质在一定温度下处于液气平衡共存 时蒸汽的压力，是纯物质特有的性质，由其本性决 定；其大小是温度的函数，是衡量液体蒸发能力或 液体分子逸出能力的一个物理量。 T一定时：如 pB < pB*，B液体蒸发为气体至pB＝pB*; pB > pB*，B气体凝结为液体至pB＝pB* （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＝
n
B
RT
气体混合物的平均摩尔质量 假定混合气体各组分之间不发生任何化学反应,组分 A 的物质的量为 nA, 摩尔质量为 MA; 组分 B 的物质的量 为 nB, 摩尔质量为 MB, 则由 A 和 B 组成的混合物体系的 摩尔质量M,令nA+nB=n,则有
m n AM A nBM B n A nB M MA MB n n n n
分体积：混合气体中某一组分B的分体积VB是该组份单 独存在并具有与混合气体相同温度和压力时所占有的 体积。 注: 总体积是构成该混合物的所有气体所占空间; 气 体混合物中每一种气体叫做组分气体。
VB y BV
y B=1
理想气体混合物的总体积V为各组分分体积VB*之和： yB = 1 V= VB*
第一章 气体的pVT性质
理想气体混合物的分压定律和分体积定律
真实气体的液化与液体的饱和蒸汽压 对应状态原理与压缩因子图
理想气体混合物的分压定律和分体积定律
道尔顿（Dalton）分压定律 鉴于热力学计算的需要，提出了既适用于理想气 体混合物，又适用于非理想气体混合物的分压力定义
pB yBp
具有的压力。
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普遍化压缩因子图 将对比状态参数的表达式引入压缩因子 Z 的定义中, 得
de f pVm pCVC pr Vr pr Vr Z ZC RT RTC Tr Tr
式中右方第一项为临界点处的压缩因子ZC, 实验表 明多数实际气体的 ZC 在 0.270.29 的范围内（参阅 表1-2）, 可看作常数;根据对应状态原理,在Tr和pr一 定时, pr也一定,因而,压缩因子Z近似为一定值,即处 于对比状态的各种气体具有相同的压缩因子，它是Tr 和pr的一个双变量函数.
临界体积Vc: 物质在临界温度, 临界压力下的摩尔体积.
Tc, pc, Vc总称为气体的临界参数, 是物质的一种特性参数.常
见气体的临界参量可查阅附录二.
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超临界流体,它既不属于气体,也不属于液体 ,
气液界面消失,它的密度可以在气体和液体密度之
间任意调变 , 并且在临界点附近 , 压力的微小变化 就能够导致密度的巨大变化 .它的许多物理化学性 质介于气体和液体之间，并具有两者的优点，如 具有与液体相近的溶解能力和传热系数，具有与 气体相近的黏度系数和扩散系数。超临界流体广 泛用于萃取和药物的合成分析等方面.
空气中pH2O p
H2O
100%
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在敞口容器中，液体的饱和蒸气压等于外压时，液 体发生剧烈的汽化现象，称为沸腾，此时的温度称 为沸点 饱和蒸气压＝1个大气压时的温度称为正常沸点 (373.15K) 饱和蒸气压＝1个标准压力（ 1个标准压力=100kPa， p)时的温度称为标准沸点(372.78K)