气体的pVT性质.ppt

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1、§1气体的pVT性质1．研究气体的重要性(1)在同温、同压下，1mol气体的体积一般比同量液、固体体积大得多，因此气体分子间距一般比液、固体大得多，气体分子本身体积可忽略；而气体分子间作用力较液、固体小得多，所以气体的性质相对液、固体简单得多，人们对其研究也就完美得多，研究起来最方便。2021/7/24(2)液、固体分子间作用力较大，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，可处理液、固体行为，所得结果能令人满意。2．为何要研究气体PVT行为P、V、T行为是任何物体最基本的物理性质，这些性质的物理意义非常明确，可以直接测定。又因各性

2、质之间有相互依存关系，掌握了PVT的变化，可推算出其它性质的变化。2021/7/24§1.1理想气体状态方程形式有PV=nRTPVm=RTpV＝(m/M)RTpM＝ρRT1．理想气体状态方程2021/7/24PV=nRT方程可在无任何理论指导下,由波义耳定律PV=常数计算时P、V、T、n均采用SI单位：P—Pa、T—K、V—m3、n—mol、R=8.3145Jmol-1K-1盖吕·萨克定律V/T=常数阿佛加德罗定律V/n=常数2021/7/242．摩尔气体常数R事实上，PV=nRT、PVm=RT只近似反映实际气体在低压下的形为对各气体进行精确测定，发

3、现：2021/7/24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。将不同气体的PVm对P作图，并外推至P=0，得R=8.3145Jmol-1K-1。这就是R的来源，也说明在压力趋于0时，各种气体均符合理想气体状态方程。2021/7/243．理想气体的定义及微观模型(1)PV=nRT所反映的气体PVT行为称理想气体行为。(2)凡在任何条件下均服从PV=nRT的气体称理想气体，或PV=nRT是理想气体的数学模型。(3)在P0的极限条件下，实际各气体均均服从PV=nRT。压力越低，方

4、程越准确。2021/7/24根据理想气体定义，理想气体必须具有以下两个特征：1)气体分子是无体积的质点2)分子间无作用力这也是理想气体的微观模型。理想气体是一种分子本身没有体积、分子之间无相互作用力的气体。2021/7/244．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。(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P1V1/T1=P2V2/T22021/7/24(3)因n=m/M(4)PV=nRT只能近似描述实际低压气体的形为，否则需校正。所以PV=

5、nRT=(m/M)RTPM=(m/V)RT=RT2021/7/245.研究理想气体的意义实际应用：在计算要求不高或低压时工程近似计算。理论意义：是简单、抽象、最有代表性的科学模型。对真实气体，当p→0时，都可采用理想气体状态方程来描述。由易到难，从简单到复杂的研究方法。2021/7/24§1.2理想气体混合物1.混合物的组成1)摩尔分数x或y2021/7/242)质量分数3)体积分数2021/7/242．理想气体混合物的平均摩尔质量对理想气体混合物A+B而言iiiiiimixMMxMåå==y所以，2021/7/243.道尔顿定律1)分压力(分压)混合

6、气体中，组分i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i的分压。应用于理想气体或低压气体：2021/7/242)道尔顿分压定律混合气体的总压是各组分分压力之和。数学式P=Pi(yi=1)(适用于任何气体)混合气体的总压力等于各组分气体存在于混合气体的温度、体积条件产生的压力之和。2021/7/244．阿马格分体积定律1)分体积混合气体中，组分i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i的分体积。Vi＝yiV(任意组分气体)2)阿马格分体积定律混合气体的总体积是各组分分体积之和。数学式V=Vi202

7、1/7/24应用于理想气体：V=Vi(适用于任意组分气体)2021/7/24例：干燥空气的体积分数为N2：79%、O2：21%，试问在25℃、101325Pa下，空气相对湿度为60%，此湿空气的密度为多少？已知25℃下，水蒸汽的饱和蒸汽压为3167.74Pa。2021/7/242021/7/242021/7/24§1.3气体的液化与临界现象如果在较宽的温度、压力范围内对实际气体的PVT性质进行实验，发现两个重要性质：液化与临界现象。2021/7/242021/7/241．饱和蒸气压在温度一定下，处于气—液平衡时的气体称为饱和蒸汽，饱和蒸汽所具有的压力称

8、为饱和蒸汽压，以P*表示。(1)定义2021/7/24(2)性质1)不同物质在相