《气体的PVT性质》PPT课件

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1、第一章气体的PVT性质掌握理想气体的分子模型和PVT行为，混合理想气体中组分分压的定义及分压定律，理想混合气体中组分分体积的定义及分体积定律。要求学生了解真实气体与理想气体PVT行为的差异，掌握压缩因子的物理意义和波义尔温度的定义，明确真实气体临界状态的特征及临界参数，了解对比状态的概念和对比状态定律，会用压缩因子图对真实气体的温度、压力和体积进行计算，以解决实际工程问题。基本要求§1-1理想气体的状态方程及微观模型一、理想气体的状态方程●波—马定律恒定T、n时PV=C1（常数）●盖●吕萨克定律恒定P、n时=C2（常数）●阿伏加德罗定律恒定T、P

2、时=C3（常数）在此基础上可导出理想气体的状态方程：其中R为通用（或者“普适”）气体常数其中—分子数—阿伏加德罗常数其中—波兹曼常数而混合气体平均分子量的计算：又：①②③二、理想气体的微观模型1、气体分子视为质点；2、分子之间无作用力；3、分子彼此间的碰撞以及分子与器壁之间的碰撞是完全弹性的。三、通用（或者“普适”）气体常数（R）273.15K下气体的PVm—P实验NeCO2P/kPaO2PgPVm/（J.mol-1）2271.110例1：298.2K（25℃）时，在某抽空的烧瓶中，加了2克的某气体A，此时瓶中的压力为101.325kPa。今若再

3、加入3克的某气体B，发现压力上升为151.987kPa。试求两物质A、B的分子量之比（即MA/MB）。例2：两个体积相等的玻璃球（如图所示），中间用细管连通（管的体积可忽略不计）。开始时两球温度均为27℃，共含有0.7molH2（g），压力是50.6625kPa，若将其中一个球放在127℃的油浴中，另一球仍保持在27℃。试计算此时球内的压力和各球中H2（g）的量为多少？§1-2理想气体的分压、分体积定律一、道尔顿分压定律1、分压力混合气体的总压力与其中的某一组分B的摩尔分率的乘积称为该组分的分压力。或者：混合气体中的某组分B单独存在，并且具有与混

4、合气体相同的温度和体积时的压力，称为该组分在混合气体中的分压力。2、分压定律3、压力分数二、理想气体的分体积定律（阿马格分体积定律）1、分体积混合气体中的某组分B单独存在，并且具有与混合气体相同的温度和压力时的体积，称为该组分在混合气体中的分体积。2、分体积定律3、体积分数（此式只适用于理想气体）例:水煤气中各种气体的摩尔分率分别为：H2CH4CO2N2CO0.5000.0100.0500.0600.380计算在673.15K，151.987kPa下，该气体的密度和各种气体的分压力。（设气体为理想气体）§1-3实际气体的液化、范氏方程、临界参数一

5、、真实气体的PVT行为1、真实气体的普遍化状态方程式N2H2O2PgZP/kPa0Z—P等温线1——真实气体的普遍化状态方程式其中，Z—压缩因子，体现了气体被压缩的难易程度，是一个无量纲的纯数。P/kPa0PVm/J.mol-1RT4RT1RT3RT2T1T2T3T42、波义尔温度（T1＜T2＜T3＜T4）同种气体在不同温度下的PVm—P图波义尔温度（TB）：每种气体都具有一个特定的温度，此温度下在低压范围内（大约几个大气压），其PVm值都等于或接近于理想气体的数值（RT），在PVm—P图上坡度为0，只有当压力相当大时，曲线的坡度才明显增加，此温

6、度称为气体的波义尔温度。（如图中的T3）由，即可求得TB。二、真实气体的液化1、饱和蒸气压饱和蒸气压：在一定温度下，与液体成平衡的饱和蒸气所具有的压力。2、真实气体的液化真实气体P—Vm等温线示意图临界温度（TC）：气体在加压下能够液化所允许的最高温度。临界压力（PC）：气体在临界温度发生液化所需的最低压力。临界体积（VC）：1mol气体在临界温度和临界压力下的体积。临界点：C点。在临界点处汽—液不分，界面张力为0。，C点在数学上为一拐点：三、范氏方程1、压力修正器壁分子间引力对压力的影响（设）a—比例系数，即压力修正常数，单位：Pa.m6.mo

7、l-22、体积修正2rrAB硬球分子模型两个分子的排除体积：一个分子的排除体积：1mol分子的排除体积：气体分子的排除体积用“b”表示，单位：范氏（范德华）方程：四、临界参数（TC、PC、VC）上述各式只适用于范氏气体§1-4对比状态，压缩因子图一、对比状态1、对比状态方程对比压力：对比温度：对比体积：对比状态：物质处于Pr、Tr、Vr的状态。对比状态方程：（适用于范氏气体）注：对H2、He、Ne三种气体有：2、对比状态定律不同气体在相同的对比温度和对比压力下，具有相同的对比体积。3、压缩因子图例1：计算在185K及4529.23KPa时，1摩尔

8、O2的体积。（计算体积）例2：应用压缩因子图求80℃,1kg体积为10dm3乙烷气体的压力。（图见下页）双参数普遍化压缩因子图