天津大学版物理化学课件第一章.ppt

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1、物理化学B1主讲：诸荣孙教授安徽工业大学化学与化工学院应用化学系2011年2月同学们好！今天我们开始上第一次课，我首先感谢你们选学我主讲的物理化学课，预祝同学们物理化学学习顺利和考试成功，更希望你们疯狂学习，努力拼搏，考出好的成绩！什么是物理化学？物理化学是研究化学科学中的原理和方法，研究化学体系行为最一般的规律和理论的学科。是对化学的本质进行研究,应用数理方法、引进各种实验手段研究化学规律的学科。或者说，物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手来探讨化学变化基本规律的一门科学。为什么要学物理化学？首先，物理化学是冶金、金属

2、材料、无机非金属材料、高分子材料、化学化工等专业的基础课程，因为专业课程要用到物理化学的理论和规律来解释各工艺生产中的单元操作原理以及应用化学的基本原理，所以说，物理化学是一门非常重要的必修课。其次，同学们要深造考研究生，也要考物理化学；即使在实际工作岗位上，也要用到物理化学的知识解释生产中及分析工作中出现的问题与现象。因此，同学们应该努力学习和钻研这门课程，掌握物化理论和实验技术，攀登各自专业的科学高峰。我相信，我们师生共同合作，一定能把物理化学学好。第一章气体的pVT性质2.摩尔气体常数R的确定摩尔气体常数RR=（pVm）p→

3、0/T=(2271.11÷273.15)J·mol-1·K-1=8.3145J·mol-1·K-1在其它温度进行类似的测定,所得的R数值完全相同。由上述精确测定结果表明：仅在压力趋于零的极限条件下，各种气体的pVT行为才准确服从pVm=RT或PV=nRT的定量关系，R才确实是一个普适比例常数。3.理想气体的定义及其微观模型人们就以此来定义一种理想模型：凡是在任何温度、压力下均服从理想气体状态方程的气体称为理想气体。按照上述定义，理想气体必须具有如下两个特征：1.分子本身必定不占有体积。2.分子间无相互作用力。理想气体是一种分子本身

4、没有体积，分子之间无相互作用力的气体。§1.2理想气体混合物1.混合物的组成混合物比纯物质多了组成变量。组成有多种表示法，我们在这里先介绍其中的3种。（1）摩尔分数x或y物质B的摩尔分数定义为（1.2.1）（2）质量分数物质B的质量分数定义为（1.2.2）（3）体积分数物质B的体积分数定义为（1.2.3）2.理想气体状态方程对理想气体混合物的应用或（1.2.4a）（1.2.4b）道尔顿定律即理想气体混合物中某一组分B的分压等于该组分单独存在于混合气体的温度T及总体积V的条件下所具有的压力。而混合气体的总压力等于各组分单独存在于混合

5、气体的温度、体积条件下产生压力的总和：阿马加分体积定律文字解释：式（1.2.11）表明理想气体混合物中组分B的分体积等于纯气体B在混合物的温度及总压力条件下所占有的体积。阿马加定律表明理想气体混合物的体积具有加和性，在相同温度、压力下，混合后的总体积等于混合前各组分的体积之和。§1.3真实气体的液化及临界参数饱和蒸气压如图1.3.1所示，在一个抽空德密封容器中，装有部分某种纯物质的液体，在某一适当的温度下，液体与其蒸气可达成一种动态平衡，即单位时间内由气体分子变为液体分子的数目与由液体分子变为气体分子的数目相同，宏观上说即气体的凝

6、结速度与液体的蒸发速度相同。我们把这种状态称为气液平衡。处于气液平衡时的气体称为饱和蒸气，液体称为饱和液体。在一定温度下，与液体成平衡的饱和蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压。表1.3.1液体的沸点当液体饱和蒸气压与外界压力相等时，液体沸腾，此时相应的温度称为液体的沸点。习惯将101.325kPa外压下的沸点称为正常沸点。如水的正常沸点为100℃，乙醇的正常沸点为78.4℃，苯的正常沸点为80.1℃。相对湿度水在20℃时的饱和蒸气压为2.338kPa，在大气环境中尽管有其它气体存在，只要大气中水的分压小于2.338kPa，液体水就会蒸

7、发成水蒸气。反之，如果大气中水蒸气的分压大于同温度下水的饱和蒸气压，水蒸气就会凝结成液体水。秋夜温度降低，使大气中水蒸气的分压大于饱和蒸气压，于是结出露珠。我们把大气中水蒸气的压力达到其饱和蒸气压时的情况，称为相对湿度为100％。北方冬季的相对湿度一般在30％左右，液体水很容易蒸发为水蒸气；而夏季的相对湿度最高时可达到约90％，几乎接近饱和蒸气压，这时液体水不再容易变为水蒸气。这就是为什幺人们在冬季感觉气候干燥，夏季感觉天气闷热的原因。临界参数与临界状态液体的饱和蒸气压随温度的升高而增大，因而温度越高，使气体液化所需的压力也越大。

8、实验证明，每种气体都存在有一个特殊的温度，在该温度以上，无论加多大压力，都不可能使气体液化。我们把这个温度称为临界温度，以tC或Tc表示。所以临界温度是使气体能够液化所允许的最高温度。很显然，在临界温度以上，由于不再有液体存在，如以饱和蒸气压对温度