物理化学第一章气体1-5

令
Z — 称为修正量，校正因子或压缩因子
第一章
同温同压下
气
体
Z
说明：
( pVm ) r.g RT

( pVm ) r.g ( pVm ) p.g

(Vm ) r.g (Vm ) p.g
(1) Z 物理意义
Z 值大小表示实际气体对理想气体的偏离程度；宏观
上反映实际气体压缩的难易程度。
第一章
在相同温度压力下‚ 若Z=1 若Z >1
由普遍化压缩因子图求其温度。
解：查表可知CH4 的临界参数：
.1kPa Tc 82.62 C pc 4596

p 14186 kPa pr 3.09 pc 4596 .1kPa
第一章
气
体
pVm p p Z RT cRT cRTrTc 1418600 3 6.02 10 8.314 Tr 273.15 82.62 1.488 / Tr
气
体
(Vm )r.g (Vm )p.g (Vm )r.g (Vm )p.g
宏观上表现为实际气体比理想气体难压缩
若Z <1
(Vm )r.g (Vm )p.g
宏观上表现为实际气体比理想气体易压缩
第一章
注 意
气
体
a. 理想气体的Z值恒为１；
b. 实际气体Z值可以大于、小于、等于１。
(2) Z的求法—压缩因子图
﹕ ﹕ ﹕ ﹕
气
体
Байду номын сангаас
注： Z i 是各种实际气体在此条件下Z的平均值。
用 pr 值作横坐标，Z值为纵坐标，做不同Tr值下
pr－Z曲线， 可得压缩因子图‚如下图示：
…. ….
第一章
气
体
对比压力 pr
第一章
气
体
注意：利用压缩因子图求解时，对H2、He、Ne有偏差， 可作如下校正：
T Tr Tc 8K
第一章
§1-5
一、对应状态原理
气
体
普遍化压缩因子图
1. 对比参数
p pr pc
2. 对应状态方程
T Tr Tc
V Vr Vc
RTc b 8 pc
27R 2Tc2 将对比参数及式 a 64 pc
第一章
气
体
代入范德华方程得对应状态方程：
3 3Vr -1 8Tr p r 2 Vr
p pr 5 pc 8.106 10 a
第一章
例1
气
体
已知某气体的Tc=385.0K，pc=4123.9kPa，用压缩因
子图求366.5K、2067kPa下该实际气体的Vm值。
解：
T 366.5 Tr 0.952 Tc 385.0 p 2067 pr 0.501 pc 4123 .9
查图可得 Z = 0.72
第一章
气
体
ZRT Vm p 0.72 8.314 366.5 3 1 m mol 3 2067 10 3 1 1.06dm mol
第一章
例2
气
体
已知CH4气在p=14186kPa下的浓度c=6.02mol · dm-3，
Z
pVm r.g
RT
pr pc Vr Vc R Tr Tc
pcVc prVr prVr Zc RTc Tr Tr
第一章
气
体
f ( pr , Tr ,Vr ) 0,
Zc 常数=0.26 ~ 0.29

Z f (Tr , pr )
设有A、B、C … … Ｋ种实际气体‚给定Tr1‚计算
3. 对应状态原理
由对应状态方程可知任何气体均有：
f ( pr , Tr ,Vr ) 0
不同种类的实际气体处于对应状态时具有相似 的性质‚如压缩性、膨胀性、粘滞性等。
第一章
气
体
二、压缩因子与普遍化压缩因子图 理想气体
pVm RT
实际气体
( pVm )r.g RT ( pVm )r.g ZRT
当pr=3.09时，查 图知Z－Tr关系数
Z 0.64 0.72 Tr 1.30 1.40
0.83 1.60
0.94 1.80
据为：
第一章
气
体
Z
pr=3.09时 Z=f(Tr)
1.488 Z= Tr
1.69
Tr
T Tr Tc 1.69 (273.15 82.62)K 322K
不同pri下的Zi值‚
Zi Zc
pr,iVr,i Tr,1
第一章
得到一组数据：
气
pr1 pr 2
体
Z1 Z2
Tr1
给定Tr2 ‚ 同样可以得到：
Tr 2
pr1 pr 2
Z1 Z2
第一章