Chapter1 气体的pVT性质.ppt

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1、Chapter1气体的pVT性质(3h)§1.1理想气体状态方程§1.2理想气体混合物§1.3气体的液化与临界现象§1.4真实气体状态方程1Preface:讨论两个问题？一、为何要研究物质的p、V、T行为?物质状态宏观性质g,l,sp,V,T,U,(H,S,G,A)确定决定p、V、T：是任何物质最基本的物理性质。2p、V、T特征：1.有非常明确物理意义；——作用于单位面积上的压力；物质或物体所占空间的大小；表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。2.可以直接测定；（压力计、容

2、量计、温度计）3.对于一定量的纯物质，p、V、T各性质之间有相互依存关系——(i)p、V、T中只要确定任意两个性质，另一个性质也就确定了；(ii)掌握了p、V、T的变化，就可推算出其它性质的变化。3二、为什么首先要研究气体的p、V、T性质？g,l,s1.气体的优越性——在同温、同压下，等物质的量的气体体积比液体、固体体积大得多，因此气体分子间距一般比液、固体大得多，气体分子本身体积就可忽略；而且气体分子间作用力较液体、固体小得多。所以气体的性质相对液、固体要简单得多，人们对其研究起来也就最方便，也最

3、完美。2.液、固体的复杂性——液、固体的分子间作用力较大，研究较复杂，甚至无法研究。人们常利用气体的一些性质，并加以修正，来处理液、固体行为，亦能得到令人满意结果。4§1.1理想气体状态方程1.理想气体状态方程——经验方程数学方程式：pV=nRTpVm=RTpV=nRT方程可在无任何理论指导下,由：波义耳定律（n，T一定）pV=常数盖·吕萨克定律（n，p一定）V/T=常数阿佛加德罗定律（T，p一定）V/n=常数三个定律为基础，进一步关联而得。=====与气体种类无关=====采用SI单位：p—pa、

4、T—K、V—m3、n—mol、R=8.314Jmol-1K-152．理想气体的定义及微观模型理想气体的定义：(1)pV=nRT所反映的气体的pVT行为称为理想气体行为。或：(2)凡在任何条件下，均服从pV=nRT行为的气体称为理想气体。=====pV=nRT是理想气体的数学模型=====对真实气体：在p0的极限条件下，各实际气体均服从pV=nRT数学模型,压力越低，方程越准确。理想气体的微观模型：（理想气体的两个特征）（1）气体分子是无体积的质点（2）分子间无作用力理想气体：是一种分子本身没有

5、体积、分子之间无相互作用力的气体。63．理想气体状态方程的应用(1)pV=nRT方程关联了四个物理量，知其中三个，可求第四个；对于一定量的纯物质（n一定），知其中两个，可求另一个。(2)在特定条件下pV=nRT可还原成：波义耳定律pV=常数盖吕萨克定律V/T=常数阿佛加德罗定律V/n=常数(3)pV=nRT只能近似描述实际低压气体(p<1MPa)的行为，否则需校正。74.摩尔气体常数R事实上，pV=nRT、pVm=RT只近似反映真实气体在低压下的形为。但对各气体可进行精确测定，做pVm-p等温

6、线图（在273.15K）。描点法外推法2271.1图1-1气体的pVm-p等温线图8（1）可知同一气体在不同的条件下偏离pVm=RT程度也不同。从图中可看出：压力越低，气体的pVT行为越接近于pVm=RT。（2）将不同气体的pVm-p等温图，外推至p=0，得pVm趋近于一定值：2271.1Jmol-1。在压力趋于0时，各种气体均符合理想气体状态方程。——这就是R的来源。91.混合物的组成标度(1)摩尔分数x,y(2)质量分数wB(3)体积分数φB*表示纯物质§1.2理想气体混合物——一定温度、压力

7、下纯物质A的摩尔体积2．理想气体状态方程对理想气体混合物的应用103．阿马加分体积定律(1)分体积：混合气体中，组分B单独存在，并且处于与混合气体相同的温度和压力时，所产生的体积称组分B的分体积。(2)阿马加分体积定律：混合气体的总体积是各组分分体积之和。=======分体积定律是理想气体的必然规律========数学式:如两种气体混合V=V*A+V*B(3)适用于理想气体混合物，低压下的真实气体混合物；对高压下的混合气体，需用偏摩尔体积取代摩尔体积。114.道尔顿分压定律(2)道尔顿分压定律：混合

8、气体的总压是各组分分压力之和。=======分压定律是理想气体的必然规律=======数学式为:如两种气体混合p=pA+pB(3)对于理想气体混合物(1)分压力(分压)：混合气体(不论理想或非理想)中，组分B单独存在，并且处于与混合气体相同的温度和体积时，所产生的压力称组分B的分压。数学表达式为:pB=yBp12§1.3气体的液化与临界现象如果在较宽的温度、压力范围内对真实气体的pVT性质进行实验，发现两个重要性质：液化临界现象理想气体分子间没有相互作用力，在任何温度