理想气体状态方程关系

§1.1理想气体状态方程2.联系T、p、V之间关系的方程称为状态方程1.物质常见的聚集状态固体液体气体---pVT关系气体理想气体真实气体2pV=nRTTK；R摩尔气体常数8.314Jmol-1K-1Vm摩尔体积pVm=RT3.理想气体状态方程3•分子是几何点•无分子间力(1)理想气体定义：(2)理想气体的微观模型在任意温度和压力下都严格服从pV=nRT的气体。4.理想气体的定义及分子模型低压实际气体可近似当作理想气体。3pidefyip对高压气体也适用1.分压定律(1)分压：在气体混合物中，定义yi=1pi=yip=pyi=p§1.2理想气体混合物pi代表组分气体i对气体混合物压力的贡献4对于理想气体混合物(2)分压定律p=pB分压定律对低压下真实气体混合物也适用。()iiiiinyRTnRTnRTppyyVVV在理想气体混合物，任意组分气体的分压等于同温下该气体在容器中单独存在时的压力。5(1)分体积VB*理想气体混合物中组分B的分体积Vi，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VB*。2.阿马加定律*BiVV6§1.3真实气体的液化及临界参数1.气体液化的原因减弱分子的热运动，减小离散倾向——降温减小分子间距离，使之产生较大的吸引力——加压指定温度下的气体，通过加压一定可以液化吗？7气液p*定义：在一定条件下，能与液体平衡共存的它的蒸气的压力。是液体的性质，表示液体挥发的难易。沸点：蒸气压等于外压的温度。通常是指蒸气压等于101325Pa，称（正常）沸点。2.液体的饱和蒸气压83.临界参数和临界点Tc——pc——Vm,c——利用加压手段使气体液化的最高温度。在临界温度时使气体液化所的最小压力。在临界温度和临界压力的气体的摩尔体积。●是物性参数●不易测定定义：94.真实气体的p-Vm图及气体的液化全图可分为三个区域：(1)TTc区(2)T=Tc区(3)TTc区pg1g2l1l2cT2T1T4T3TcT1T2TcT3T4Vmlgp~Vm等温线理想气体10气相线，液相线，气液平衡线(1)TTc(以T1为例）▪g1——Vm(g)▪l1——Vm(l)pg1g2l1l2cT2T1T4T3TcT1T2TcT3T4Vmlg1'Vm(g)Vm(l)气液平衡线:气液共存▪压力为p*(T1)且保持不变11当T=Tc时：l–g线变为拐点c临界点（2）T=Tc临界点处气、液两相摩尔体积及其它性质完全相同，界面消失，气液态完全相同。g1g2l1l2cT2T1T4T3TcT1T2TcT3T4VmplgVm,cpc12(3)TTc无论加多大压力，气体不再变为液体，等温线为一光滑曲线。pg1g2l1l2cT2T1T4T3TcT1T2TcT3T4Vmlg温度与压力均略高于临界点的状态为流体超临界。它的密度大于气体，具有溶解性能。在恒温变压或恒压变温时，它的体积变化大，溶解性变化大，可以用于萃取，称为超临界萃取。13§1.4真实气体状态方程实际气体：1)分子间有相互作用力（主要是吸引长程力）器壁内部分子靠近器壁的分子分子间相互作用减弱了分子对器壁的碰撞，所以：p=p理－p内，p内=a/Vm2p理=p+p内=p+a/Vm2p为测量值，∵a0，∴p（理）p142)分子本身占有体积1mol真实气体的自由空间＝(Vm－b)b：1mol分子由于自身所占体积的修正项，气体分子本身体积的4倍将修正后的压力和体积项引入理想气体状态方程：mmapVbRTV2范德华方程式中：a,b范德华常数，见附表15第一章总结一、理想状态方程pV=nRT=(m/M)RT及pVm=RT,p=ρRT/M二、混合理想气体pV=nRT=(nB)RT及pV=(m/Mmix)RTmixBBBMyM16三、道尔顿分压定律四、阿马加定律BBBnRTpypVBBBnRTVyVp111222T,VT,pnpV()()npVBBBBpVnypVn172mma(p)(Vb)RTV22an(p)(Vnb)nRTV五、范德华方程18例:P19X1-12一密闭刚性容器中充满了空气，并有少量水。当容器于300K条件下达平衡时，容器内压力为101.325kPa。若把该容器移至373.15K的沸水中，试求容器中达到新的平衡时应有的压力。设容器中始终有水，且水的体积变化可忽略。300K时水的饱和蒸气压为3.567kPa。19谢谢！20分析：p1=101.325kPa300K373.15Kp2密闭刚性空气的量不变空气+水蒸气空气+水蒸气22空，11空，RTVpRTVp21n空=？n水蒸气,1=？T1=300Kp1=101.325kPaV空气:n空n水蒸气,2T2=373.15Kp2=?V解:水蒸气:0dV22空，11空，RTVpRTVpkPa59.1212空，pkPa325.1012,2OHpkPa92.2222水，2空，2pppkPa758.97567.3325.1011空，p22