大学物理化学01章气体ppt课件

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2020/6/13
理想气体模型
该方程的另外两种表达方式为： pV=(m/M)RT
M为摩尔质量； m为气体的质量。 2. 理想气体模型 （1）分子之间无相互作用力 （2）分子本身不占有体积
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2020/6/13
摩尔气体常数
3.摩尔气体常数 R为摩尔气体常数，其值为8.314510J mol-1 K-1
气液平衡时,饱和蒸气的压力。是温度的函数。
2 临界参数
（1）临界温度Tc：气体加压液化的最高允许温 度。
（2）临界压力Pc：临界温度时的饱和蒸汽压力
（3）临界体积Vc：在临界温度和临界压力下， 物质的摩尔体积。
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气体的液化及临界参数
3 真实气体的p-Vm图及气体的液化
p
pc
c
T3
p2
Tc
p1
T2
T1
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Vm
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气体的液化及临界参数
等温线有三种类型：
(1)T<Tc
(2)T=Tc，C点称为临界点。几何意义为：压力对体积 的一阶和二阶偏导数等于零。
(3)T>Tc
温度和压力略高于临界点的状态，称为超临界流体。 超临界流体密度很大，具有溶解性能。在恒温变压或 恒压变温时，体积变化很大，改变了溶解性能，故可 用于提取某些物质，这种技术称为超临界萃取。
。
它是通过实验方法测定的pVT数据，然后通过外推 法获得。
作pV~p图，见P.10图1.1.2。
R=lim(pVm)T/T= 8.3145 J/mol/K
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1-2 理想气体混合物
1-2 理想气体混合物 1 混合物的组成 （1）摩尔分数x或y
xB(或yB)=nB/∑nA （2）质量分数
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对应状态原理
临界压缩因子(critical compression factor )
zc
pcVm,c RTc
物质 He Ar
N2 O2 CO CO2 CH4
zc 0.299 0.291 0.289 0.294 0.288 0.274 0.289
对于大多数物质，用上式计算的zc的值约在0.26~0.29 。
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2020/6/13
道尔顿定律
pB p yB
pB : 气体B的分压 p： 混合气体的总压 yB: 气体B在混合气中的摩尔分数
此定义既适用于理想气体 也可适用于低压下的实际气体
p pB 及 pB nBRT/V
B
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p
(Vm
a b)VmT 1/ 2
(Vm b) RT
B-W-R方程 Berthelot方程
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1-5对应状态原理及普遍化压缩因子
1 压缩因子
z pVm Vm(实际气体) RT Vm(理想气体)
对于理想气体，任何温度和压力下，z恒等于1。 对于真实气体，z<1真实气体比理想气体容易压缩；z>1 难以压缩；可见z反映了实际气体压缩的难易程度。
阿马加定律
定义：V=∑V*B
理想气体混合物的总体积为各组分分体积之和。 式中V*B=nBRT/p
进一步中得：
yB= V*B /V
即理想气体混合物中某一组分B的分体积与总体 积之比等于该组分的摩尔分数yB。
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1-3气体的液化及临界参数
1 液体的饱和蒸汽压
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对应状态原理
2.对应状态原理
Define : Tr= T/Tc reduced temperature pr= p/pc reduced pressure Vr= V/Vc reduced volume
任何气体只要两个对比参数相同，则第三个对比参 数也必然相同，这就是对应状态原理。此时称它们 处于相同的对比状态。
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对应状态原理
处于相同对比状态下的气体具有相近的热力学 性质
Van der Waals 对比方程：
(
pr
3 Vr2
)(Vr
1) 3
8 3
Tr
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1-4真实气体状态方程
1 真实气体的pVm-p图及波义尔温度
pVm T>TB
T=TB
T<TB
p
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真实气体状态方程
波义尔温度的定义：
Lim[(pVm)/p]TB=0 p0 波义尔温度一般是气体临界温度的2~2.5倍。不 同的气体具有不同的波义尔温度。
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2020/6/13
范德华方程
2. 范德华方程（van der Waals equation） （1）方程的形式
(
p
a Vm2
)(Vm
b)
RT
a和b称为范德华常数。a/V2m为压力修正项；b
为体积修正项。
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2020/6/13
维利方程
（2）范德华常数与临界参数的关系 a=27R2Tc2/64pc; b=RTc/8pc
（3）范德华方程的应用
2. 维利方程Virial equation (纯经验方程)
pVm RT
(1 B2 Vm
B3 Vm2
)
pVm RT
(1 B2 ' p B3 ' p2
)
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其它重要方程举例
R - K equation (Redlich and Kwong)
wB=mB/∑mA
（3）体积分数
B=xB V*m,B/(∑ xA V*m,A)
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道尔顿定律
2.理想气体方程对理想气体混合物的应用 pV=nRT=(m/Mmix)RT
混合物的摩尔质量定义为： Mmix=∑yBMB=∑mB/∑nB
3.道尔顿定律 Define: 在气体混合物中
第一章 气体pVT的性质
1.1 理想气体状态方程 1.2 理想气体混合物 1.3 气体的液化及临界参数 1.4 真实气体状态方程 1.5 对比状态原理及普通化压缩因子图
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1-1 理想气体状态方程
1. 理想气体状态方程
pV nRT
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