理想气体状态方程.ppt

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1、§1-1理想气体状态方程§1-2气体混合物§1-3气体分子动理论§1-4真实气体第一章气体2021/9/2611.1.1理想气体状态方程1.1.2理想气体状态方程的应用§1-1气体2021/9/262理想气体：分子之间没有相互吸引和排斥，分子本身的体积相对于气体所占体积可以忽略（具有质量的几何点）。实际气体在低压(＜101.325kPa)和高温(＞0℃)的条件下，接近理想气体。2021/9/263等压变化(盖·吕萨克定律）:恒压条件下，气体的体积与其温度成正比。V∝T等温变化（玻意耳定律）：恒温条件下，

2、气体的体积与压强成反比。PV=C由此：一定量气体P，V，T之间有如下关系PV/T=C1.1.1理想气体状态方程2021/9/264阿佛加得罗定律：相同温度和压力下，相同体积的不同气体均含有相同数目的分子。标准条件(standardcondition,或标准状况）101.325kPa和273.15K（即0℃）--STP标准条件下1mol气体:粒子数NA=6.02×1023mol-1体积Vm=22.4141×10-3m31.1.1理想气体状态方程2021/9/265理想气体状态方程PV=nRT在STP下，P

3、=101325Pa,T=273.15Kn=1.0mol时,Vm=22.414×10-3m3R=8.314Pam3K-1mol-1另一单位制：atm,L,mol,KR=0.08206atm·LK-1mol-1单位换算1atm=101.325kPa=760mmHg1ml=1cm3=10-3L=10-3dm3=10-6m31m=102cm=103mm=106um=109nm=1012pmn=m/Mρ=m/VC=n/V2021/9/2661.1.2理想气体状态方程的应用推导出气体密度ρ与P，V，T之间

4、的关系。(设气体质量为m,摩尔质量为M）ρ=m/V,n=m/M代入PV=nRT注意单位的使用,R用8.314时,P,V,T,n均为国际单位,也可以P以kPa,V以L做单位,此时考虑n=m/MPV=mRT/MPM=ρRT(密度的单位是g/L)2021/9/2671.解：依据PV=nRT,由题意知，P、V恒定，容器内物质的量减小为原来的四分之三.n1RT1=n2RT2n1/n2=T2/T14/3=T2/288T2=384K例1.一敞口烧瓶中盛有空气，欲使其量减少四分之一，需把温度从288K提高到多少？202

5、1/9/268(1)解：依据PV=nRT,15.2×106×50×10-3=n×8.314×298n=307molm=307×28=8589g(2)解:置换5次后,钢瓶压力降低为13.8MPa,此时钢瓶内的气体物质的量n’=278.5mol即排出的N2=28.5mol每次排出的气体体积由PV=nRT得到.例2.Page42021/9/269例3.Page5气体或易蒸发液体的密度与摩尔质量之间的关系.2021/9/2610组分气体：理想气体混合物中每一种气体叫做组分气体。各组分气体的相对含量可用分体积Vi

6、、分压Pi或摩尔分数xi等表示。1.2.1分压定律气体的最基本特征：可压缩性和扩散性§1-2气体混合物2021/9/2611⑴分体积、体积分数、摩尔分数（补充）分体积：指相同温度下，组分气体具有和混合气体相同压力时所占体积。O2N2O2+N2+V1、P、TV2、P、TV1+V2、P、T混合气体总体积V总=各组分气体的分体积Vi之和V总=V1+V2+V3+V4······Vi2021/9/2612

7、

8、2021/9/2613⑵分压定律：分压：一定温度下，混合气体中的某种气体单独占有混合气体的体积时所呈现的压

9、强。O2N2O2+N2+T、V、P总=P1+P2混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。P=P1+P2+或P=PiT、V、P1T、V、P22021/9/2614PiV=niRTP总V=n总RT分压定律注意：在PV=nRT公式中，不能同时代入分体积和分压。2021/9/2615例：有一3.0dm3的容器，内盛16gO2，28gN2，求300K时N2，O2的分压及混合气体的总压。解：n(O2)=16/32=0.5molP(O2)V=n(O2)RTP(O2)×3.0×10-3=0.5×8.3

10、14×300P(O2)=4.16×105(Pa)同理：P(N2)=8.314×105(Pa)P总=P(O2)+P(N2)=12.48×105(Pa)2021/9/2616例：Page6同温同压不同体积的两种气体混合,可以假想成如下过程:同温同压下,将46LO2与12LHe混合,先得到58L混合气体,再于该温度下压缩成5L.等温变化过程中PV=C58×0.1=5.0PP=1.16MPa2021/9/2617温度一定，水的分压（饱和蒸气压）为定